专利名称：元件放置头以及元件放置头的起点检测方法
技术领域：
本发明涉及用多个元件保持件保持多个元件并将元件安装在电路板上的元件放置头，还涉及元件保持件的提升操作的起点检测方法。
背景技术：
近年来，电子设备市场已经迫切地要求缩小具有内嵌元件安装板的各种电子设备的尺寸并对其进行功能改进，其中所述内嵌元件安装板通过将作为元件的多个电子元件放置和安装在电路板上形成。因此，在形成元件安装板中需要对电子元件进行高密度安装(或放置)和高精度安装(或放置)。还要求降低元件安装板的生产成本。例如，另外要求提高元件安装板的每单位面积的生产率，即，安装电子元件中每单位面积的生产率。
通过将多个电子元件放置在电路板上，此后加热电路板，且为了安装放置在电路板上的电子元件，将电子元件以软熔(reflow)的方式放置在所述电路板上，从而制造这种元件安装板。这种制造工艺称为元件安装工艺(或元件安装板生产工艺)，此工艺大致分成元件放置工艺和软熔工艺。元件放置工艺通过设置有元件放置头的电子元件放置设备执行，且保持多个电子元件并将他们放置在电路板上。
图4示出头部500的截面图，头部500是在这种传统的电子元件放置设备中采用的元件放置头的实例(例如，参看日本未审专利公开No.2000-40900)，且头部500的结构将参看图4进行描述。
如图4中所示，头部500设置有吸气管502，所述吸气管是用于易松开地保持例如芯片元件等电子元件501的元件保持件的一个实例；轴部510，所述轴部是可拆卸地装配有所述吸气管502的轴部的一个实例；提升单元520，用于使为轴部510装配的吸气管502经由所述轴部510上下移动；以及转动单元530，用于使吸气管502绕其经由轴部510的转轴(其轴向转动中心)转动。
此外，为了通过使头部500设置有多个能分别吸入和保持电子元件501的吸气管502提高将电子元件501放置在电路板上的操作的效率，使头部500举例来说设置有八组轴部510和提升单元520，且轴部510和提升单元520由头部500的支顶架540支撑，以使轴部510排成一行(即，吸气管502排成一行)。此外，转动单元530能使为彼此相邻的四个轴部510装配的四个吸气管502转动。在能装配有八个吸气管502的头部500中，两个转动单元530设置为由支顶架540支撑，且其使得为轴部510装配的吸气管502可转动。
对于具有上述构造的头部500，将首先描述轴部510的详细结构。如图4中所示，每个轴部510设置有花键轴511，花键轴511具有管口连接部511a，这是能在其端部(图中的下端)可拆卸地装配有吸气管502的保持件连接部的一个实例。此外，花键轴511能通过对应于所述轴部510的转动单元530绕其转动轴P转动，且通过相应的提升单元520沿转动轴P升高。在轴部510中，花键轴511可在与轴部510一样被支顶架540支撑的同时如上所述升高和转动。将利用图5中所示轴部510的部分放大的示意图描述所述支撑结构。
如图5中所示，轴部510进一步设置有第一花键螺帽512(设置在图中上侧)和第二花键螺帽513(设置在图中下侧)，第一花键螺帽512和第二花键螺帽513沿花键轴511的转动轴P彼此隔开设置，且是能升高地支撑花键轴511的两个花键螺帽。
此外，如图5中所示，第一花键螺帽512和第二花键螺帽513分别经由轴承部514和轴承部515被轴框架541支撑，轴框架541与轴框架541的内周缘上的花键轴511一起绕转动轴P转动，轴框架541在支顶架540中大致为柱状。此外，大致为柱状的外部柱状轴环516的内周缘表面结合到第一花键螺帽512的外周缘，外部柱状轴环516的外周缘进一步经由另一轴承部517可转动地支撑在轴框架541的内周缘上，所述另一轴承部517可转动地支撑第一花键螺帽512。此外，外部柱状轴环518类似地结合到第二花键螺帽513，且经由另一轴承部519被可转动地支撑。
由于轴部510具有上述结构，所以花键轴511可沿轴部510中的第一花键螺帽512和第二花键螺帽513的内周缘上的转轴P升高，且使得第一花键螺帽512和第二花键螺帽513可绕轴框架541的内周缘上的转轴P转动。
接下来将描述转动单元530的详细结构。如图4中所示，转动单元530设置有轴齿轮531，轴齿轮531设置为使得花键轴511穿过其柱状内部。此外，轴齿轮531通过绕其转动轴P转动而使第一花键螺帽512转动，使得花键轴511被转动。并且，转动单元530设置有与轴齿轮531啮合的三角皮带532、与三角皮带532啮合的驱动齿轮533和旋转驱动电机534，其中驱动齿轮533固定到其驱动轴534a，且能使驱动轴534a在向前或向后的方向上转动。
此外，如图5中所示，轴齿轮531的下端连接到外部柱状轴环516的上端部516a，所述外部柱状轴环516经由环状联接器535结合到第一花键螺帽512。此外，轴齿轮531支撑在轴框架541的内周缘表面上，以经由其外周缘表面的上端和下端处的两个轴承部536绕转动轴P转动，且不与花键轴511接触。此外，多个齿连续设置在轴齿轮531的外周缘表面、三角皮带532(cogged belt)的内周缘表面、驱动齿轮533的外周缘表面上，以加强相互啮合。
在此情形下，这里将参看图6中所示的示意性说明图描述轴齿轮531、三角皮带532和驱动齿轮533之间的平面关系。如图6中所示，一个驱动齿轮533和彼此相邻的四个轴齿轮531在一个三角皮带532内彼此啮合。换言之，通过用旋转驱动电机534使驱动齿轮533在向前或向后的方向上转动地分开，驱动三角皮带532自旋转驱动方向上移动，使得四个轴齿轮531在旋转驱动方向上同时转动。此外，在轴齿轮531之间和位于图中左手端的轴齿轮531和驱动齿轮533之间，设置了四个张力辊537，以便一贯地向内部推三角皮带532，并保持齿轮间的满意的啮合关系。
由于转动单元530具有上述结构，可使相应于四个轴齿轮531的花键轴511经由联接器535和第一花键螺帽512同时在相同的转动方向上绕转动轴P转动。
接下来将描述提升单元520。如图4中所示，提升单元520设置有由支顶架540的提升框架542支撑的滚珠丝杠521，所述滚珠丝杠521绕其大致平行于花键轴511的转动轴P的转动轴Q转动。提升单元520进一步设置有提升驱动电机522，所述驱动电机522固定到图中滚珠丝杠521的端部，且使滚珠丝杠521绕转动轴Q在向前或向后的方向上转动；提升螺帽部523，与滚珠丝杠521啮合，通过滚珠丝杠521的转动沿转动轴Q上下移动。此外，提升单元520进一步设置有大致为L形的提升杆524，其一端固定到提升螺帽部523，且随着提升螺帽部523的升降上下移动，提升杆524的另一端设置为放置在连接到花键轴511的上部的两个轴承部525之间。
由于提升单元520具有上述结构，当提升螺帽部523通过滚珠丝杠521的转动向上或向下移动时，提升杆524向上或向下移动，经由轴承部向上推或向下推花键轴511的端部，使得花键轴511上下移动。应当指出，提升杆524的升降由设置在提升框架542上的LM导向器526引导。
此外，对于上述元件放置头，传统上已经有设置有多个吸气管的头部作为排列成行的元件保持件的一个实例。在上述头部中，通过使吸气管同时吸入和保持多个元件，提高将元件放置在电路板上的效率。此外，在头部的元件放置操作期间，将执行喷气管的提升操作。然而，由于必须执行各个吸气管的提升操作，所以头部设置有一对一相应于吸气管的提升单元。
此外，通过通常用相应的提升单元执行轴部的提升操作，上述头部通常能分别执行吸气管的提升操作，其中所述轴部可拆卸地装配有吸气管的末端(这些轴部也为头部而设置，同时排列成行)。此外，提升单元通常利用采用滚珠丝杠部的机构和与之啮合的螺帽部，且通过可旋转驱动连接到滚珠丝杠部的驱动电机可旋转驱动滚珠丝杠部，从而使螺帽部上下移动，且使得轴部的提升操作进入在与螺帽部啮合的同时与螺帽部的升降同步上下移动的状态。
接着，图14示出上述头部400的提升单元410和用于检测成为每个提升单元410的升降的参考点的起点的方法(例如，参看日本未审专利公开No.62-236655)的示意性说明图。
如图14中所示，头部400设置有八个提升单元410，即，八个吸气管(未示出)。此外，每个提升单元410都设置有滚珠丝杠部411、螺帽部412、驱动电机413和用于限制提升螺帽部412的上端位置的上端位置限制框架414。
此外，头部400设置有能分别控制这些提升单元410的控制部409。每个提升单元410进一步设置有编码器(未示出)，所述编码器能检测驱动电机413的转角并将此检测结果输出到控制部409。
当检测上述头部400中的起点时，通过在旋转驱动每个提升单元410中的驱动电机413的同时用编码器检测转角和假定检测转动方向中的转动起点时提升操作轴上的螺帽部412的位置为起点(以下称之为检测起点)，每个检测起点由控制部409设定。
应当指出，这些操作可以在提升单元410中分别或同时执行。随后，在将这样设定的检测起点看作实际的提升操作轴(此后称之为轴起点)上的起点的头部400中执行每个用于元件放置操作的吸气管的提升操作。
发明内容
然而，在具有上述结构的头部500中，第一花键螺帽512和第二花键螺帽513的外周缘表面分别经由轴承部514和轴承部515被每个轴部510中的轴框架541可转动地支撑。因此，存在这样的问题轴部514和515的外直径尺寸由于插入的第一花键螺帽512和第二花键螺帽513增大，且排列成行的花键轴511的排列间隔不能缩短，从而阻碍以较小尺寸制造头部500。
此外，当减小花键轴511的外直径尺寸以解决上述问题时，有时难以确保放置电子元件501所需要的刚度。在此情形下，有时候情况是，花键轴511由于更换待装配的吸气管502期间或另一情形下接收的外力而弯曲，且这造成这种设置不能解决要求高精度定位的电子元件的放置问题。
此外，在每个轴部510中，分别处理第一花键螺帽512、第二花键螺帽513、轴承部541和515、外部柱状轴环516和518以及轴承部517和519，此后将它们装配。因此，难以使转动轴与花键轴511的转动轴P重合。在此情形下，也存在由于在吸气管502末端发生转动而移位的问题，其中所述吸气管为花键轴511的管口连接部511a而装配。
此外，由于相同原因，也难以使彼此相连的轴齿轮531、联接器535和外部柱状轴环516的转动轴与转动轴P重合，且组件的接头部由于与转动轴不重合而接收应力。在此情形下，也存在这样的问题转动精度减小，且这种设置没有解决要求高精度定位的电子元件的放置问题。
此外，转动单元530具有这样的结构其中一个驱动齿轮533和彼此邻近的四个轴齿轮531在一个三角皮带532内啮合。因此，即使将张力一贯地施加给张力辊537，三角皮带532与四个轴齿轮531中的两个轴齿轮531啮合的区域也小于位于两端的轴齿轮531的区域，从而可能造成两个轴齿轮531和三角皮带532之间的滑动。在此情形下，存在这样的问题将影响施加给花键轴511的转动精度，即，吸气管502的转动精度，且这种设置不能解决要求高精度定位的电子元件的放置问题。
另一方面，头部400中的上述起点检测方法没有确认检测起点是否与轴起点重合。因此，在例如编码器检测转动起点期间出现错误的情形下，存在这样的问题检测起点与轴起点不重合，从而在随后的元件安装操作中造成放置错误和在执行可靠的放置操作中造成失败。此外，也存在这样的问题如果情况没有糟糕到出现放置错误的程度，则不能获得高精度的元件放置。
作为用于解决这种问题的方法，可以考虑分别提供传感器给每个提升单元410，以通过每个传感器确认每个螺帽部412的提升位置和确认检测起点与轴起点重合。
然而，这种起点检测方法被认为是用于头部设置有一个吸气管的情形。然而，当头部400设置有八个吸气管时，且进一步地，当八个提升单元410设置为一对一对应于吸气管时，要求提供相应的传感器给提升单元410，即，提供总共为八个的传感器给头部400。因此，存在这样的问题对于起点检测来说头部400的构造变得复杂，且这成为阻碍以较小尺寸制造头部的因素，不能降低头部400的生产成本。
因此，本发明的目的是解决上述问题和提供元件放置头以及利用元件放置头的起点检测方法，所述起点检测方法能通过用多个元件保持件保持多个元件和将元件放置在电路板上的元件放置头解决电路板上的高精度元件放置操作问题，允许减小放置元件中的每单位面积的尺寸和提高每单位面积的生产率。
为了实现上述目的，形成如下所述的本发明。
根据本发明的第一方面，提供了元件放置头，包括多个元件保持件，用于易松开地保持多个元件；多个轴部，可拆卸地装配有每个元件保持件；提升单元，用于执行元件保持件的提升操作；转动单元，用于执行元件保持件的转动操作，以校正由元件保持件保持的元件的保持姿势；以及支顶架，具有用于支撑轴部的轴支撑部，且支撑提升单元和转动单元，所述元件放置头能将由元件保持件保持的多个元件放置在电路板上，所述轴部中每个都包括花键轴，具有用于在其端部可拆卸地装配有元件保持件的元件连接部，且通过转动单元可绕转动轴转动，通过提升单元沿转动轴提升，且设置为穿过轴支撑部；第一花键螺帽和第二花键螺帽，分别沿轴支撑部的上端和下端附近的转动轴彼此隔开设置，且可提升地支撑花键轴；以及柱状件，其内周部固定到第一花键螺帽和第二花键螺帽的外周部，并将第一花键螺帽结合到第二花键螺帽，以便使花键螺帽进入整合状态，且所述柱状件经由两个轴承部支撑在绕转动轴转动的轴支撑部的上端和下端附近，通过轴支撑部可提升和可转动地支撑轴部。
根据本发明的第二方面，提供了如在第一方面中所定义的元件放置头，其中在每个轴部中，将花键轴和柱状件进行切割，以使得在第一花键螺帽、第二花键螺帽和柱状件与花键轴装配在一起时，花键轴的转动轴与柱状件的转动轴重合。
根据本发明的第三方面，提供了如在第一方面中所定义的元件放置头，其中每个轴部中的柱状件由以下部分整体形成第一柱状件，具有螺帽固定部和支撑部，其中所述螺帽固定部的内周部固定到第一花键螺帽的外周部，所述支撑部的外周部由两个轴承部中的其中一个轴承部支撑；第二柱状件，具有螺帽固定部和支撑部，其中所述螺帽固定部的内周部固定到第二花键螺帽的外周部，所述支撑部的外周部由两个轴承部中的另一轴承部支撑；以及柱状接头件，用于将第一柱状件结合到第二柱状件，且梯状部在支撑部和螺帽部之间形成，以使支撑部的外周部的直径小于第一柱状件和第二柱状件中每个的螺帽固定部的内周部的直径。
根据本发明的第四方面，提供了如第三方面中定义的元件放置头，其中转动单元包括传动齿轮部，其内周缘表面固定到每个轴部中的第一柱状件和第二柱状件中任一的支撑部的外周部；三角皮带，内部具有多个能与传动齿轮部啮合的齿，且与传动齿轮部啮合；旋转驱动部，可旋转驱动三角皮带，由此通过每个轴部中的旋转驱动部经由三角皮带绕其转动轴旋转驱动传动齿轮部，旋转驱动支撑部，使花键轴能经由第一花键螺帽和第二花键螺帽被旋转驱动。
根据本发明的第五方面，提供了如第四方面中定义的元件放置头，进一步包括四个轴部，由彼此邻近排成一行的第一轴部至第四轴部构成，作为轴部，其中转动单元包括四个传动齿轮部，由分别连接到第一轴部至第四轴部的第一传动齿轮部至第四传动齿轮部组成，作为传动齿轮部；以及作为三角皮带的第一三角皮带和第二三角皮带，其中所述第一三角皮带仅与四个传动齿轮部中的第一传动齿轮部和第三传动齿轮部啮合，其中所述第二三角皮带仅与第二传动齿轮部和第四传动齿轮部啮合，以及旋转驱动部，包括一个旋转驱动轴部，所述旋转驱动轴部与第一三角皮带和第二三角皮带啮合，并能旋转驱动第一三角皮带和第二三角皮带。
根据本发明的第六方面，提供了如第三方面或第四方面中定义的元件放置头，其中每个提升单元都包括滚珠丝杠部，绕其转动轴可转动地支撑；旋转驱动部，固定到滚珠丝杠部的端部，用于使滚珠丝杠部绕转动轴转动；提升螺帽部，与滚珠丝杠部啮合，通过滚珠丝杠部的转动，能沿滚珠丝杠的转动中心轴提升；以及啮合件，固定到提升螺帽部，并与相应的轴部的花键轴啮合，且能与提升螺帽部的升降同步上下移动花键轴，且在滚珠丝杠部绕转动轴的转动仅被啮合件与花键轴的啮合所限制时，所述提升螺帽部可沿转动轴提升。
根据本发明的第七方面，提供了如第一方面中定义的元件放置头，其中轴部彼此排列成行，提升单元由多个一对一对应于轴部的提升单元组成，用于使轴部沿各个转动轴上下移动，每个提升单元都包括滚珠丝杠部，绕其转动轴被可转动地支撑；旋转驱动部，固定到滚珠丝杠部的端部，用于使滚珠丝杠部绕其转动轴转动；提升螺帽部，与滚珠丝杠部啮合，且通过滚珠丝杠部的转动可沿滚珠丝杠部的转动轴提升；以及啮合件，固定到提升螺帽部，且与相应的轴部啮合，能使轴部与提升螺帽部的升降同步上下移动，所述元件放置头进一步包括光传输单元，设置有光投射部和光接收部，它们在沿滚珠丝杠部的阵列方向的方向上彼此相对设置，且能在光投射部和光接收部之间设置提升单元，通过用光接收部接收从光投射部向光接收部发射的光，能检测提升螺帽部对光阻断的存在或不存在；多个转角检测部，能检测为每个提升单元设置的旋转驱动部的转角；以及起点检测控制部，通过用每个提升单元中的转角检测部检测转角，设定提升螺帽部的提升起点，分别使位于相应的设定起点位置中的提升螺帽部向下移动，以使从光投射部发射的光被光接收部接收，而无阻断，用位于提升螺帽部从每个设定起点降低规定的光阻断尺寸的位置中的光接收部检测下降的提升螺帽部对从光投射部发出的光的阻断，从而确认这样的事实设定的起点是待执行起点检测的提升起点。
根据本发明的第八方面，提供了如第七方面中定义的元件放置头，其中每个提升单元都进一步包括过载检测部，能检测旋转驱动部的过载；以及限制部，固定到滚珠丝杠部，同时彼此远离设置，用于机械地限制提升提升螺帽部的上端位置和下端位置，且起点检测控制部用于通过使每个提升螺帽部移动到提升操作的上端位置并使每个提升螺帽部与上端位置中的限制位置接触，在每个旋转驱动部的过载被相应的过载检测部检测到时使旋转驱动部的转动方向反向，且在进行反向操作后检测转角检测部的转角，由此在第一次检测到作为提升起点的旋转驱动部的转动起点时沿提升螺帽部的轴向中心设定所述位置。
根据本发明的第九方面，提供了如在第七方面中所限定的元件放置头，其中光投射部和光接收部被设置为使得从光投射部发出的光可被传输并被光接收部接收，所述光接收部位于沿每个滚珠丝杠部的转动轴向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置中。
根据本发明的第十方面，提供了如在第七方面至第九方面中任一中所限定的元件放置头，其中每个提升螺帽部都能一贯地阻断从提升螺帽部的提升位置中的光投射部发射的光，所述提升位置位于沿每个转动轴向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置和提升螺帽部的提升的下端位置之间。
根据本发明的第十一方面，提供了一种用于元件放置头的起点检测方法，所述元件放置头具有多个轴部，一端部设置有多个用于易松开地保持元件的元件保持件，且所述多个轴部排列成行；多个提升单元，一对一对应于轴部，用于使每个轴部沿其转动轴上下移动，所述提升单元包括，滚珠丝杠部，绕其转动轴被可转动地支撑，旋转驱动部，固定到滚珠丝杠部的端部，用于使滚珠丝杠部绕其转动轴转动，
提升螺帽部，与滚珠丝杠部啮合，通过滚珠丝杠部的转动可沿滚珠丝杠部的转动轴提升，以及啮合件，固定到提升螺帽部，与相应的轴部啮合，且能与提升螺帽部的升降同步上下移动轴部；以及光投射部和光接收部，在沿滚珠丝杠部的阵列方向的方向上彼此相对设置，且能在光投射部和光接收部之间设置每个提升螺帽部，能通过用光接收部接收从光投射部向光接收部发射的光，检测提升螺帽部分对光的阻断的存在或不存在，由此将被元件保持件保持的元件放置在电路板上，所述方法包括通过检测每个提升单元中的旋转驱动部的转角，设定提升螺帽部的提升起点；分别使位于各个设定起点位置中的提升螺帽部向下移动，以使从光投射部发射的光被光接收部接收，而无阻断；以及通过用光接收部检测下部提升螺帽部分对从光投射部发射的光的阻断，确认每个设定起点都是提升起点的事实，以执行对起点的检测，其中所述光接收部位于提升螺帽部从每个设定起点降低指定的光阻断尺寸的位置中。
根据本发明的第十二方面，提供了一种用于在第七方面中定义的元件放置头的起点检测方法，其中，使每个提升螺帽部移动到其提升操作的上端位置，在每个上端位置检测到每个旋转驱动部的过载时使旋转驱动部的转动方向反向，以及在进行反向后检测每个提升单元的转角，将第一次检测到旋转驱动部的转动起点时沿提升螺帽部的转动轴的位置设定为提升起点。
根据本发明的第十三方面，提供了一种用于在第十一方面中定义的元件放置头的起点检测方法，其中光投射部和光接收部被设置为使得从光投射部发射的光可被传输，并被光接收部接收，所述光接收部位于沿每个滚珠丝杠部的转动轴向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置中。
根据本发明的第十四方面，提供了一种用于在第十一方面至第十三方面的任一中定义的元件放置头的起点检测方法，
其中每个提升螺帽单元都能一贯地阻断从提升螺帽部的提升位置中的光投射部发射的光，所述提升位置位于沿每个转动轴向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置和提升螺帽部的提升的下端位置之间，以及在阻断光时禁止每个元件保持件在沿电路板的表面的方向上移动。
根据本发明的第一方面，柱状件固定到第一花键螺帽和第二花键螺帽的外周部，所述第一花键螺帽和第二花键螺帽在元件放置头的轴部的轴支撑部的上端和下端的附近彼此隔开设置，且沿其转动轴可提升地支撑花键轴。因为这种设置，第一花键螺帽和第二花键螺帽的两个花键螺帽可彼此结合，且进入整合的状态。
并且，柱状件经由两个轴承部支撑在可绕转动轴转动的轴支撑部的上端和下端附近。由于这种设置，进入上述整合状态的两个花键螺帽可经由两个轴承部绕转动轴被轴支撑部可转动地支撑。换言之，两个花键螺帽可被两个轴承部可转动地支撑，且可在轴承部中减少为支撑花键螺帽而设置的轴承部的量。
因此，轴承部可易于装配在元件放置头上，从而可降低元件放置头的生产成本。此外，由于可减小待设置的轴承部的量，所以可便于每个花键轴的转动轴与每个轴承部的转动轴(即，也是柱状件的转动轴)的转动中心位置对准。可减小由于为每个轴部装配的元件保持件的转动而形成的转动轴的位移量，且可提高转动精度。因此，可提供能解决要求高精度元件定位的元件放置问题的元件放置头。
根据本发明的第二方面，在每个轴部装配和连接到元件放置头之前，在花键轴、第一花键螺帽、第二花键螺帽和柱状件装配成整合的本体时，将花键轴和柱状件进行机械加工，以使花键轴的转动轴与柱状件的转动轴重合。由于这种设置，可使得上述转动轴以高精度彼此大致重合。因此，通过在被转动支撑的同时将轴部插入轴框架中而装配的元件放置头可解决要求高精度元件定位的元件放置问题。
根据本发明的第三方面，在每个轴部中，柱状件由下述组成第一柱状件，设置有螺帽固定部和支撑部，其中所述螺帽固定部的内周部固定到第一花键螺帽的外周部，所述第一花键螺帽设置在轴支撑部的上端和下端的任一附近，所述支撑部的外周部由两个轴承部中的其中一个轴承部支撑；第二柱状件，具有螺帽固定部和支撑部，其中所述螺帽固定部的内周部固定到设置在第二花键螺帽的外周部，所述第二花键螺帽设置在轴支撑部的上端和下端中另一附近，所述支撑部的外周部由两个轴承部中的另一轴承部支撑；以及柱状接头件，用于将第一柱状件结合到第二柱状件，且梯状部在支撑部和螺帽部之间形成，以使支撑部的外周部的直径小于第一柱状件和第二柱状件中每个的螺帽固定部的内周部的直径。由于这种设置，可使得每个轴承部的内周部的直径小于每个花键螺帽的外周部的直径。
如上所述，如果可减小轴承部的内周部的直径，则可减小每个轴部的外直径，且可使为元件放置头设置的花键轴之间的设置间隔变窄，从而提供尺寸减小的元件放置头。在此情形下，也可使设置有尺寸减小的元件放置头的元件放置设备尺寸减小，且通过减少元件放置装置的安装面积，可提供能提高放置元件中每单位面积的生产率。
相反地，如果每个轴部的外直径没有减小，则可增加花键轴的外直径，而不改变轴部的外直径，且可提高花键轴的刚度。在此情形下，例如，即使在更换元件保持件等期间将外力施加给花键轴时，可利用刚度防止花键轴的转动轴的移位发生，且可提供具有较高的转动精度的元件放置头。
根据本发明的第四方面，在元件放置头的转动单元中，与传动齿轮部经由联接器连接到轴部的传统实例不同，传动齿轮部连接到轴部，使其内周部直接固定到第一柱状件和第二柱状件中任一的支撑部的外周部。由于这种设置，可减少由于联接器的存在而造成的传动齿轮部的转动轴与花键轴的转动轴不对准。因此，可提高传动齿轮部的转动轴和花键轴的同心度，且可提供能提高转动精度的元件放置头。
根据本发明的第五方面，在转动单元中，与四个传动齿轮部通过一个三角皮带彼此啮合的传统实例不同，转动单元设置有两个三角皮带第一三角皮带和第二三角皮带。第一三角皮带与第一传动齿轮部和第三传动齿轮部啮合，而第二三角皮带与第二传动齿轮部和第四传动齿轮部啮合。由于这种设置，在充分确保三角皮带与各个传动齿轮部的啮合区域时，四个传动齿轮部的啮合区域可以是相同的。由于这种设置，可取消由于啮合区域的偏差造成的转动精度的偏差。此外，通过充分确保啮合区域，可提供能可靠地转动每个传动齿轮部和以高精度转动每个元件保持件的元件放置头。
根据本发明的第六方面，由于滚珠丝杠部绕转动轴的转动仅由元件放置头的每个提升单元中的啮合件和花键轴之间的啮合限制，所以通过使花键轴的外直径通过支撑结构形成为较大而保持轴承部分的外直径提高刚度(即，强度)，可获得其中提升螺帽部可沿轴向中心上下移动的构造。因此，为接收从提升螺帽部经由支撑结构中的啮合件传递到花键轴的转动以使花键轴的外直径不会与传统的元件放置头中形成的一样大所需要的限制件(例如，LM(直线运动)导向器)在上述第六方面的元件放置头中变得不必要。由于这种设置，可提供尺寸进一步减小的元件放置头，由于不需要传统的限制件，所述元件放置头能减小花键轴的转动轴和滚珠丝杠部的转动轴之间的尺寸，并提高每单位面积的生产率。
根据本发明的第七方面或第十一方面，代替使用为元件放置头设置的每个转角检测部检测每个旋转驱动部的转角，设定每个提升螺帽部的提升起点，此后通过直接使用设定起点而无需确认设定起点使元件放置头中的每个元件保持件上下移动执行元件放置操作，确认这些设定起点是否实际上与提升起点重合。因此，即使在设定每个起点时出现故障(设定错误)，也可确定地检测设定错误，且可防止在元件放置头的随后的元件放置操作期间由于设定起点与提升起点不重合造成的放置误差，且可执行可靠的起点检测。
此外，通过使元件放置头仅具有一个光传输单元，可实现上述起点检测，其中所述光传输单元设置有设置为在沿滚珠丝杠部的阵列方向的方向上彼此相对的光投射部和光接收部，能在光投射部和光接收部之间设置每个提升螺帽部，且能够通过用光接收部接收从光投射部向光接收部发射的光检测提升螺帽部对光的阻断的存在或不存在。
换言之，通过分别使位于相应的设定起点位置中的每个提升螺帽部向下移动，以使从设置的一个光传输单元的光投射部发射的光被光接收部接收而无阻断，用位于提升螺帽部从每个设定起点降低规定的光阻断尺寸的位置中的光接收部检测下降的提升螺帽部对从光投射部发出的光的阻断，可确认，每个设定的起点都是提升起点，且可待执行对每个起点的检测。
因此，即使与上述元件放置头的实例相同设置多个元件保持件，对于没有提供用于确认起点的单元给每个提升单元的元件放置头，也可通过设置一个光传输单元确认起点。因此，可提供具有较简单的结构且能执行可靠的起点检测的元件放置头，且也可降低生产生本。结果，可提供这样的元件放置头能实现元件放置头的尺寸减小同时能解决高精度元件放置操作问题，和提高元件放置期间每单位面积的生产率。
此外，光传输单元能检测从光投射部发射的光是否被提升螺帽部直接阻断，从而假如没有用于阻断光的特别的光屏蔽板，可简化元件放置头的构造。
根据本发明的第八方面或第十二方面，在元件放置头中，每个提升单元进一步设置有过载检测部，所述过载检测部能检测旋转驱动部的过载；每个限制部固定到滚珠丝杠部，同时彼此远离设置，用于机械地限制提升提升螺帽部的上端位置和下端位置。通过使每个提升螺帽部移动到提升操作的上端位置并使每个提升螺帽部与起点检测控制部中的上端位置中的限制位置接触，在每个过载检测部中检测到每个旋转驱动部的过载时使旋转驱动部的转动方向反向，且在进行反向操作后检测每个提升单元中的转角检测部的转角，可将在第一次检测到旋转驱动部的转动起点时沿轴向中心的提升螺帽部的位置设定为提升起点。由于这种设置，使用每个转角检测部和每个过载检测部设定每个起点。因此，除了第七方面或第十一方面的效果外，假设元件放置头既无复杂机构也无用单元用于检测每个起点，则可以每个转角检测部和每个过载检测部的简单结构检测每个起点。
根据本发明的第九方面或第十三方面，光投射部和光接收部被设置为使得从光投射部发射的光可被传输，且被光接收部接收，所速光接收部位于沿每个滚珠丝杠部的轴向中心向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置中。由于这种设置，通过确认从光投射部发射的光被下部提升螺帽部阻断，可确认设定起点是提升起点，且可可靠地和正确地执行对起点的检测，其中所述下部提升螺帽部处于提升螺帽部从设定起点降低指定的光阻断尺寸的位置中。
根据本发明的第十方面或第十四方面，每个提升螺帽部都能一贯地阻断从提升螺帽部的提升位置中的光投射部发射的光，所述提升位置位于沿每个转动轴向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置和提升螺帽部的提升的下端位置之间。由于这种设置，当通过禁止元件放置头的主体沿电路板的表面移动，用光传输单元检测光的阻断时，可防止元件保持件对电子元件放置装置的组件的干扰，所述电子元件放置装置设置有上述元件放置头和放置在电路板上的其它元件。换言之，在元件放置头中，除了将光传输单元对光的检测用于起点检测外，还将其用作每个元件保持件的防止干扰互锁。这使得不再需要使元件放置头具有用于提供上述互锁的特定传感器等，且使得元件放置头的结构更简单。
根据以下参看附图对本发明的优选实施例的描述，本发明的这些和其它方面和优点将变得显而易见，在附图中图1是根据本发明的第一实施例的头部的截面图；图2是图1的头部中的轴部的部分放大的示意性截面图；图3示出图1的头部的转动单元中的驱动齿轮、轴齿轮和三角皮带之间的啮合关系的示意性说明图；图4是传统的头部的截面图；图5是传统的头部中的轴部的部分放大的示意性截面图；图6是示出传统的头部的转动单元中的驱动齿轮、轴齿轮和三角皮带之间的啮合关系的示意性说明图；图7是根据第一实施例的修改实例的头部的部分的截面图；图8是根据本发明的第二实施例的头部的示意性截面图；图9A、9B、9C和9D是示意性说明图，示出图8的头部中的每个提升螺帽部的起点检测操作，其中图9A示出起点检测操作开始的初始状态，图9B示出一个提升螺帽部向上移动到其上端提升位置的状态，图9C示出在每个提升螺帽部中设置检测起点的状态，和图9D示出一个提升螺帽部向下移动到光传输单元的光轴位置以确认检测起点是否与轴起点重合的状态；图10A、10B和10C是示意性说明图(也是图9A至图9D的头部的箭头A的方向上的图示)，示出在图8的每个头部中进行起点检测操作期间提升螺帽部的提升位置，其中图10A示出提升螺帽部位于检测起点处的状态，图10B示出光的阻断被光传输单元检测的状态，和图10C示出提升螺帽部从图10B的状态进一步降低的状态；图11是示意性说明图，示出图8的头部中的每个提升螺帽部的提升高度位置；图12示出图8的头部中的起点检测操作的步骤的流程图；图13示出图8的头部中的起点检测操作的步骤的流程图；以及图14是示意性说明图，示出传统的头部中的起点检测操作。
具体实施例方式
在对本发明进行描述之前，首先指出在所有附图中相似部分用相似的附图标记表示。
下面将参看附图详细描述本发明的实施例。
(第一实施例)图1示出头部100的截面图，所述头部是根据本发明的第一实施例的元件放置头的一个实例。
如图1中所示，头部100设置有吸气管2，所述吸气管是用于易松开地吸入和保持例如芯片等电子元件1的元件保持件的一个实例，所述电子元件作为一个元件的实例。尽管没有示出，所述头部100在装配用于将电子元件1放在保持在机器底座上的电路板上的电子元件放置装置期间被使用。头部100被例如机器底座上方的X-Y机器人(robot)大致平行于电路板的表面可拆卸地支撑，且能执行元件放置操作，所述元件放置操作包括使头部100的吸气管2易松开地保持电子元件1，此后使电路板上的电子元件1的放置位置与被保持的电子元件1对准，且向下移动吸气管2以将电子元件1放置在电路板的放置位置中。应指出，除了用X-Y机器人移动头部100外，通过绕为其轴向中心的转动轴(轴向中心)可转动地移动吸气管2(即，转动角度θ)，也可在头部100中执行位置对准。换言之，吸气管2能在头部100中可提升地移动和转动。
将详细描述上述头部100的结构。如图1中所示，头部100设置有轴部10，所述轴部是为吸气管2可拆卸地装配的轴部的一个实例；提升单元20，用于使为轴部10装配的吸气管2经由所述轴部10上下移动；以及转动单元30，用于使吸气管2经由轴部10绕其转动轴转动(即，使其转动角度θ)。
此外，在装配有上述头部100的电子元件放置装置中，常常使用这样的技术，提高可被为头部装配的多个吸气管2一次保持的电子元件1的量，以通过减少将电子元件1放置在电路板上所需要的时间提高放置效率。本发明的第一实施例的头部100也能装配有八组轴部100和提升单元20。轴部10以固定间距排列成行(即，为轴部10装配的吸气管以固定间距排列成行)，且提升单元20也排列成行，以便一对一对应于相应的轴部10。此外，在上述设置中八组轴部10和提升机构20由为头部100设置的支顶架40支撑。此外，转动单元30能转动为彼此邻近的四个轴部10装配的四个吸气管2。在能装配有八个吸气管2的头部100中，两个转动单元30被设置，同时被支顶架40支撑。
(关于轴部)对于具有上述结构的头部100，将首先描述轴部10的详细结构。应指出，为头部100设置的八个轴部10具有相似结构。因此，在以下对轴部10的结构的描述中，将描述这些轴部中的其中一个轴部10，除非特别提到。
如图1中所示，每个轴部10设置有花键轴11，在其端部(图中下端)，形成管口连接部11a，所述管口连接部是可拆卸地装配有吸气管2的保持件连接部的一个实例。此外，为了使为管口连接部11a设置的吸气管2经由花键轴11可转动，通过相应的转动单元30使得花键轴11可绕其转动轴R(也是花键轴11的轴向中心)转动。此外，为了类似地使得装配的吸气管2经由花键轴11可提升，可通过相应的提升单元20使花键轴11沿转动轴R上下移动。
如上所述，在所述花键轴11在轴部10中可转动和可提升时，轴部10被支顶架40支撑。接着，将参看图2中所示轴部10的部分放大的示意图描述所述轴部10的支撑结构。
如图2中所示，轴部10进一步设置有第一花键螺帽12(设置在图中上侧)和第二花键螺帽13(设置在图中下侧)，所述第一花键螺帽和第二花键螺帽大致为柱状，且沿花键轴11的转动轴R远离花键轴11设置，以使其内周缘表面与花键轴11的外周缘表面接触，并且是用于可提升地支撑花键轴11的两个花键螺帽。
如图2中所示，轴部10进一步设置有第一外部柱状轴环14，所述第一外部柱状轴环是第一柱状件的一个实例，大致为柱状，且其内周缘表面具有第一螺帽固定部14a，所述第一螺帽固定部是固定到第一花键螺帽12的外周缘表面(外周部)的螺帽固定部的一个实例；相似的第二外部柱状轴环15，所述第二外部柱状轴环是第二柱状件的一个实例，大致为柱状，且其内周缘表面具有第二螺帽固定部15a，所述第二螺帽固定部是固定到第二花键螺帽13的外周缘表面(外周部)的螺帽固定部的一个实例。
此外，如图2中所示，梯状部14c在第一外部柱状轴环14上形成，使得第一螺帽固定部14a的上侧的直径在第一螺帽固定部14a的上端处减小。此外，所述梯状部14c的直径形成为较小的部分的外周缘表面(假定是为支撑部的一个实例的第一支撑部14b)经由轴框架41(轴支撑部的一个实例)的内周缘表面上的轴承部51被可转动地支撑，所述轴框架41具有为支顶架40设置的大致柱状的形状。此外，梯状部15c在第二外部柱状轴环15处形成，使得图中下侧的第二螺帽固定部15a上的直径在图中下端的第二螺帽固定部15a处减小。此外，所述梯状部15c的直径形成为较小的部分的外周缘表面(假定是为支撑部的一个实例的第二支撑部15b)经由轴承部52被可转动地支撑在轴框架41的内周缘表面上。
如上所述，第一花键螺帽12和第二花键螺帽13彼此隔开设置。因此，如图2中所示，第一花键螺帽12和轴承部51设置在图中上端的轴框架41的附近，而第二花键螺帽13和轴承部52设置在图中上端的轴框架41的附近。
此外，如图2中所示，第一螺帽固定部14a和第一花键螺帽12的外周缘表面彼此固定，使得第一花键螺帽12的外周缘表面上的下部部分地暴露出第一外部柱状轴环14的第一螺帽固定部14a。同样，第二螺帽固定部15a和第二花键螺帽13的外周缘表面彼此固定，使得第二花键螺帽13的外周缘表面上的上部部分地暴露出第二外部柱状轴环15的第二螺帽固定部15a。并且，轴部10设置有中间轴环16，所述中间轴环是大致为柱状的柱状接头件的一个实例，且其大致为柱状的内周缘表面结合到第一花键螺帽12和第二花键螺帽13的暴露的外周缘表面。
应指出，第一花键螺帽12和第二花键螺帽13中每个的外周缘表面的直径(外直径)、第一外部柱状轴环14的第一螺帽固定部14a的内周缘表面(内周部)的直径(内直径)、第二外部柱状轴环15的第二螺帽固定部1 5a的内周缘表面(内周部)的直径(内直径)和中间轴环16的内周缘表面的直径(内直径)形成为具有大致相同的尺寸。并且，中间轴环1 6的垂直方向上的两个端部连接到第一外部柱状轴环14和第二外部柱状轴环15的端部，其中所述中间轴环固定到第一花键螺帽12和第二花键螺帽13的外周缘表面。
此外，在第一外部柱状轴环14中，梯状部14c形成为使得第一支撑部14b的外周缘表面的直径大致等于第一螺帽固定部14a的内周缘表面的直径(即，第一花键螺帽12的外周缘表面的直径)或优选小于内周缘表面的直径(例如，在比第一花键螺帽12的厚度尺寸小约为1mm的尺寸范围内)。此外，在第二外部柱状轴环15中，梯状部15c类似地形成为使得第二支撑部15b的外周缘表面的直径大致等于第二螺帽固定部15a的内周缘表面的直径(即，第二花键螺帽13的外周缘表面的直径)或优选小于内周缘表面的直径(例如，在比第二花键螺帽13的厚度尺寸小约为1mm的尺寸范围内)。此外，在轴框架41的内周缘表面和第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16的外周缘表面之间设置间隙，所述间隙确保它们之间没有接触。
在本发明的第一实施例的头部100中，例如，元件形成为使得花键轴11的外直径为8mm，(第一和第二)花键螺帽12和13的外直径为15mm，外部柱状轴环14和15的(第一和第二)螺帽固定部14a和15a的外周缘表面的直径为18mm，(第一和第二)支撑部14b和15b的外周缘表面的直径为12mm，轴承部51和52的外直径为21mm。此外，第一花键螺帽12和第二花键螺帽13以其中心位置之间具有50mm的距离和在沿转动轴R的方向上其端部之间的齿轮为25mm的距离彼此隔开设置。
此外，在上述设置和构造关系中，第一花键螺帽12、第二花键螺帽13、第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16结合在一起。由于这种设置，第一花键螺帽12和第二花键螺帽13进入整合的状态，同时经由中间轴环16结合在一起。并且，进入整合状态的第一花键螺帽12和第二花键螺帽13分别经由第一外部柱状轴环14的第一支撑部14b处的轴承部51和经由第二外部柱状轴环15的第一支撑部15b处的轴承部52被可转动地支撑在轴框架41的内周缘表面上。在本发明的第一实施例中，第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16作为将第一花键螺帽12和第二花键螺帽13结合在一起并使它们进入整合状态的柱状件的一个实例。第一花键螺帽12和第二花键螺帽13设置在柱状件的内部柱状部中，且其外周缘表面(部分)固定到柱状件的内周缘表面(部分)。
因此，由于轴部10具有上述结构，所以花键轴11可沿轴部10中的第一花键螺帽12和第二花键螺帽13内的转动轴R上下移动，且花键轴11可与第一花键螺帽12和第二花键螺帽13以及第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16一起沿转动轴R转动。
代替第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16作为分开的元件形成且此后装配在一起形成整体的情形，也存在第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16最初形成为整体的情形。这是因为即使在上述情形下第一花键螺帽12和第二花键螺帽13也可结合在一起成为整体。
(关于转动单元)接着，下面将描述转动单元30的详细结构。如图1中所示，转动单元30也设置有轴齿轮31，所述轴齿轮是传动齿轮部的一个实例，大致为柱状构造，且设置为使得花键轴11穿过其内部，且在其外周缘表面上形成多个齿31a。此外，轴齿轮31被设置为使得其转动轴大致与花键轴11的转动轴R重合，且通过绕其转动轴转动处于整合状态的第一花键螺帽12和第二花键螺帽13，使花键轴11绕转动轴R转动。
并且，转动单元30具有三角皮带32，在其内周缘表面上进一步设置有能与轴齿轮31的齿31a啮合的多个齿32a，且其与轴齿轮31啮合；驱动齿轮33，在其上形成与三角皮带32的齿32a啮合的多个齿33a；以及旋转驱动电机34，设置有固定到其驱动轴34a(旋转驱动轴的一个实例)的末端的驱动齿轮33，且能使驱动轴34a在向前或向后的方向上转动。应指出，驱动齿轮33和旋转驱动电机34作为驱动三角皮带32进行与第一实施例中相同的转动(或运转)的旋转驱动部的一个实例。
此外，如图2中所示，第一外部柱状轴环14的第一支撑部14b直径保持不变地在图中向上延伸，且第一外部柱状轴环14的延伸部经由轴承部53被轴框架41可转动地支撑，且上部支撑部14d的外周缘表面是延伸部的端部。此外，位于轴承部51和轴承部53之间的外周缘表面之间处于第一外部柱状轴环14的延伸部处的部分是齿轮固定部14e(也是第一支撑部14b的延伸部)，且轴齿轮31的内周缘表面结合和固定到所述齿轮固定部14e。在齿轮固定部14e处，沿花键轴的转动轴R固定能并置两个轴齿轮31的空间。然而，在图2中，轴齿轮31固定早图中齿轮固定部14e的上部。此外，图2示出用图中的虚线表示的轴齿轮31固定到齿轮固定部14e的下部的实例。此外，在第一外部柱状轴环14的齿轮固定部14e的内周缘表面和花键轴11的外周缘表面之间设置间隙，且所述间隙确保它们之间没有接触。如上所述，由于轴齿轮31固定到第一外部柱状轴环14的齿轮固定部14e，所以可能通过转动轴齿轮31使第一外部柱状轴环14转动，进一步通过使进入整合状态的第一花键螺帽12和第二花键螺帽13绕转动轴R转动，而使花键轴11绕转动轴R转动。
在此实例中，这里将参看图3中所示的示意性说明图描述轴齿轮31、三角皮带32和驱动齿轮33之间的平面关系。
如图3中所示，头部100设置有两个转动单元30。将以指定间距彼此邻近设置的八个轴齿轮31分成图中左手侧上四个、右手侧上四个，且各组轴齿轮31属于相应的转动单元30。应指出，两个转动单元30分成位于图中左手侧上的转动单元30和位于图中右手侧上的转动单元30。然而，由于转动单元具有相似结构，所以仅将图中左手侧上的转动单元30作为以下描述中的代表进行说明。
如图3中所示，在位于图中左手侧上的转动单元30中，四个轴齿轮31以指定间距排列成行。假定轴齿轮31由以从图中左手侧到右手侧的顺序排列的第一轴齿轮31-1(第一传动齿轮部的一个实例)、第二轴齿轮31-2(第二传动齿轮部的一个实例)、第三轴齿轮31-3(第三传动齿轮部的一个实例)、第四轴齿轮31-4(第四传动齿轮部的一个实例)组成。此外，对于轴齿轮31的第一轴齿轮31-1和第三轴齿轮31-3，轴齿轮31固定到轴齿轮31的固定位置(即，位于图2中上侧上的位置)，所述固定位置用图2的齿轮固定部14e中的实线表示。另一方面，对于轴齿轮31的第二轴齿轮31-2和第四轴齿轮31-4，轴齿轮31固定到轴齿轮31的固定位置(即，位于图2中下侧上的位置)，所述固定位置用图2的齿轮固定部14e中的实线表示。
此外，如图3中所示，位于图中左手侧上的转动单元30设置有两个三角皮带32，这两个三角皮带包括设置在图中左手侧上的第一三角皮带32-1和设置在图中右手侧上的第二三角皮带32-2。第一三角皮带32-1和第二三角皮带32-2以其内周缘表面与一个驱动齿轮33啮合。并且，第一三角皮带32-1以其内周缘表面与第一轴齿轮31-1和第三轴齿轮31-3啮合，而第二三角皮带32-2以其内周缘表面与第二轴齿轮31-2和第四轴齿轮31-4啮合。
如图1中所示，驱动齿轮33具有齿33a，所述齿垂直形成为两排，以便可与相应的三角皮带32啮合。位于两排中的上排侧上的上排侧驱动齿轮33b与第一三角皮带32-1啮合，而位于下排侧上的下排侧驱动齿轮33c与第二三角皮带32-2啮合。换言之，如图1中所示，第一三角皮带32-1和第二三角皮带32-2具有相互垂直设置的关系。第一三角皮带32-1设置在图中上侧上，第二三角皮带32-2设置在图中下侧上，使得三角皮带32不会彼此干扰。应指出，第一轴齿轮31-1、第三轴齿轮31-3和上排侧驱动齿轮33b以相同的放置高度设置，同时第二轴齿轮31-2、第四轴齿轮31-4和下排侧驱动齿轮33c以相同的放置高度设置。因此，具有上述彼此垂直结构的第一三角皮带32-1和第二三角皮带32-2大致彼此平行地设置。
此外，如图3中所示，张力辊35-1设置在第一轴齿轮31-1和驱动齿轮33之间，以便一贯地向其内部推动第一三角皮带32-1，一贯地将固定张力施加给第一三角皮带32-1，以保持第一轴齿轮31-1、第三轴齿轮31-3、上排侧驱动齿轮33b和第一三角皮带32-1之间的牢固的啮合关系。同样，张力辊35-2设置在第四轴齿轮31-4和驱动齿轮33之间，以便一贯地向其内部推动第二三角皮带32-2，一贯地将固定张力施加给第二三角皮带32-2，以保持第二轴齿轮31-2、第四轴齿轮31-4、下排侧驱动齿轮33c和第二三角皮带32-2之间的牢固的啮合关系。
如图1、2和3中所示，旋转驱动力或张力通过三角皮带32施加给轴齿轮31。然而，第一外部柱状轴环14固定轴齿轮31，在齿轮固定部14e的上端和下端处被轴承部51和53确定地支撑，因而几乎没有受到旋转驱动力或张力的影响。
由于转动单元30具有上述结构，所以通过在向前或向后的转动方向上转动地旋转驱动电机34，使得驱动齿轮33经由驱动轴34a在上述转动方向上转动，且与上排侧驱动齿轮33b啮合的第一三角皮带32-1和与下排侧驱动齿轮33c啮合的第二三角皮带32-2同时被驱动，以沿上述转动方向移动。通过所述操作，同时驱动与第一三角皮带32-1啮合的第一轴齿轮31-1和第三轴齿轮31-3在上述转动方向上转动，并且同时驱动与第二三角皮带32-2啮合的第二轴齿轮31-2和第四轴齿轮31-4在上述转动方向上转动。结果，在对应于四个轴齿轮31的轴部10(第一轴部至第四轴部的一个实例)中，经由固定到的相应的轴齿轮31的第一外部柱状轴环14绕相应的转动轴R旋转驱动第一花键螺帽12和第二花键螺帽13，使得相应的花键轴11同时绕转动轴R转动。
(关于提升单元)接下来将详细描述提升单元20的结构。应指出，为头部100设置的八个提升单元20具有相似结构。因此，在以下对提升单元20的描述中，将描述这些提升单元中其中一个提升单元20的结构，除非特别提到。
首先，如图1中所示，提升单元20设置有滚珠丝杠21，所述滚珠丝杠是可绕大致平行于花键轴11的转动轴R设置的转动轴S转动且被为头框架40设置的提升框架42支撑的滚珠丝杠部的一个实例。提升单元20进一步设置有为旋转驱动部的一个实例的提升驱动电机22，所述驱动电机22固定到图中滚珠丝杠21的上端部，且使滚珠丝杠21绕转动轴S在向前或向后的方向上转动；提升螺帽部23，与滚珠丝杠21啮合，通过滚珠丝杠21的转动沿转动轴S上下移动。此外，提升单元20进一步设置有提升杆24，所述提升杆24是由大致为L形刚度本体形成的啮合件的一个实例，一端固定到提升螺帽部23，且随着提升螺帽部23的升降上下移动。此外，提升杆24被设置为使得为所述提升杆24的另一端的端部24a经由彼此隔开固定到花键轴11的上部的两个轴承部25与花键轴11的上部啮合。此外，所述提升杆24的端部24a大致为U形。提升杆24的端部24a和轴承部25的外环部彼此固定，以将两个轴承部25保持在大致为U形的形状内，实现提升杆24与花键轴11的啮合。此外，两个轴承部25以其内环部固定到花键轴11的上部，因此，提升杆24与花键轴11的啮合不会阻碍花键轴11绕转动轴R转动。
此外，如图1中所示，环状弹簧接收部26固定到位于图中下侧上的轴承部25的下表面，所述轴承部25在固定到花键轴11的两个轴承部25中，且在花键轴11的外周缘上设置成环状的弹簧27的上端连接到所述弹簧接收部26的下端。并且，如图1中所示，环状梯状部14f在轴部10的第一外柱状轴环14的齿轮固定部14e的内周缘表面上形成，且弹簧27的下端连接到所述梯状部14f。
所述弹簧27起以下作用支撑花键轴11以使花键轴不会由于其自身重量等而发生故障，所述花键轴11由可沿转动轴R提升的第一花键螺帽12和第二花键螺帽13支撑；一贯地向上推花键轴11，以使提升杆24和花键轴11的啮合位置进入它们被更确定地保持的状态。
由于提升单元20具有上述结构，所以通过驱动提升驱动电机22在向前或向后的方向上转动，以使滚珠丝杠21在转动方向上绕转动轴S转动，与滚珠丝杠21啮合的提升螺帽部23可沿转动轴S上下移动。并且，固定到所述提升螺帽部23的提升杆24与提升螺帽部23一起沿转动轴S上下移动。由于所述提升杆24与花键轴11啮合，花键轴11可与提升螺帽部23同步沿转动轴R上下移动。所述花键轴11沿第一花键螺帽12和第二花键螺帽13的内周缘表面上下移动。应指出，由于提升杆24的端部24a与花键轴11的牢固的啮合状态，提升螺帽部23的上升或下降量可直接是花键轴11的上升或下降量。换言之，通过控制提升驱动电机22的旋转驱动量，可控制花键轴11的提升量。应指出，待经由位于下侧上的轴承部25上下移动花键轴11的提升杆24的端部24a不对花键轴11的转动操作施加影响。
此外，当通过旋转驱动每个提升单元20中的提升驱动电机22而使滚珠丝杠21绕其转动轴S转动时，提升螺帽部23接收绕转动轴S的转矩，且固定到提升螺帽部23的所述提升杆24也类似地接收转矩。在上述实例中，由于提升杆24的端部24a大致为U形，所以所述转矩经由每个轴承部25传递到花键轴11。所述花键轴11形成为具有抵抗得住所述转矩的刚度，且能限制提升杆24和提升螺帽部分23绕转动轴S的转动。因此，提升杆24和提升螺帽部分23在仅通过提升杆24与花键轴11的啮合一贯地限制的转动方向上运动，且提升螺帽部23可通过滚珠丝杠21的转动而沿转动轴S上下移动。
(轴部的装配步骤)接下来将描述用于在具有上述结构的头部100的轴部10中装配元件的步骤。
首先，在图2中，第一外部柱状轴环14的第一螺帽固定部14a被紧固和固定到第一花键螺帽12的外周缘表面，在此状态下，装配到花键轴11的第一花键螺帽12和第二花键螺帽13和第二外部柱状轴环15的第二螺帽固定部15a类似地紧固和固定到第二花键螺帽13的外周缘表面。并且，中间轴环16的内周缘表面结合和固定到从第一外部柱状轴环14暴露的第一花键螺帽12的外周缘表面的每个部分，还结合和固定到从第二外部柱状轴环15暴露的第二花键螺帽13的外周缘表面，使第一花键螺帽12结合到第二花键螺帽13。
如上所述，在花键轴11、第一花键螺帽12、第二花键螺帽13、第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16装配在一起时，同时处理位于第一外部柱状轴环14被轴承部51支撑的位置中的第一支撑部14b和位于第二外部柱状轴环15被轴承部52支撑的位置中的第二支撑部15b。同时处理花键轴11的管口连接部分11a，所述管口连接部分11a是待可拆卸地装配有吸气管2的部分。并且，也同时处理位于第一外部柱状轴环14被轴承部53支撑的位置中的上部支撑部14d(也是第一外部柱状轴环14的上端部)。在花键轴11绕转动轴R转动，以便例如通过精细切割上述部分的外周缘表面和端部，上述部分的转动轴与花键轴11的转动轴R重合时，执行上述部分的处理。
在实施上述处理后，将轴齿轮31插入并固定到第一外部柱状轴环14的齿轮固定部14e，且在花键轴11、第一花键螺帽12、第二花键螺帽13、第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15、中间轴环16和轴齿轮31装配在一起时，将此装配件(assembly)插入轴框架41。轴部10经由轴承部51、52和53被轴框架41支撑。轴部10可因此被装配和被轴框架41支撑。此外，对于轴部10中的元件的生产精度(即，设计尺寸和工作齿轮的允许误差限度)，在约为20μm的精度内生产第二外部柱状轴环15和中间轴环16。在以上述生产精度生产元件时实施处理的结果是，可将花键轴11的转动轴R与轴承部51、52和53的支撑部的轴线错位(即同心度)限制为约10至30μm。
轴齿轮31通过其内周缘表面固定到第一外部柱状轴环14的齿轮固定部14e。根据轴齿轮3 1的内周缘表面和第一外部柱状轴环14的齿轮固定部14d的生产精度，轴齿轮31的转动轴与花键轴11的转动轴R的同心度可以在约20μm的尺寸误差内。
(关于通过头部的吸入和保持操作)接着，将描述头部100的吸入和保持电子元件1的操作，具有上述结构的头部100连接至上述电子元件放置装置(未示出)的X-Y机器人，且将被吸入和保持的电子元件1放置到电路板上的元件1的安装位置，所述电路板保持在电子元件放置装置中的机器底座上。
首先，头部100通过X-Y机器人沿电路板的表面移动，使得头部100的吸气管2位于电子元件供应部上方，其中，在电子元件放置装置中可弹射地供应多个电子元件1。
随后，在图1的头部100的每个提升单元20中，驱动提升驱动电机22在向前或向后的转动方向上转动受控的旋转驱动量，使提升螺帽部23经由滚珠丝杠21沿转动轴S向下移动。通过这个操作，提升杆24在每个提升单元20中向下移动，向下压与其端部24a啮合的轴承部25。通过所述操作，弹簧27收缩，花键轴11沿转动轴R向下移动，同时在第一花键螺帽12和第二花键螺帽13的内周缘表面上滑动。在每个轴部10中，吸气管2的端部与电子元件1的上表面接触，且吸气管2吸入和保持电子元件1。随后，在每个提升单元20中，使提升驱动电机20的转动方向反向，提升杆24向上移动。根据提升杆24的上升，花键轴11沿转动轴R向上移动，且被吸气管2吸入和保持的电子元件1上下移动，且将其从电子元件供应部取出。此时，由于花键轴11被每个提升单元20中的弹簧27一贯地向上推动，所以花键轴11向上移动，同时花键轴11的提升位置被提升杆24的端部24a限制。
也存在这样的情形吸气管2在头部100中同时上下移动，以吸入和保持和取出电子元件1；或存在这样的情形吸气管2连续地上下移动，以吸入和保持和取出电子元件1。
随后，头部100通过电子元件放置装置中电路板上的X-Y机器人移动。在所述移动过程中，通过拾取被头部100的吸气管2吸入和保持的电子元件的图像(例如通过为电子元件放置装置的机器底座设置的相机或为头部100设置的相机(二者都未示出)等拾取图像)，识别每个吸管2对电子元件1吸入和保持的姿势。根据每个吸入和保持姿势的识别结果，校正吸入和保持姿势，以使吸入和保持姿势与放置位置(放置位置中的放置姿势)重合，且电子元件1待放置在电路板上的各个放置位置中。
例如，在绕转动轴R的转动方向上的移位可发生在电子元件1的吸入和保持姿势和放置姿势之间。在这种情形下，通过使吸气管2绕转动轴R转动地移动(即，转动角度θ)，可校正移位(此后称之为θ校正)。
将详细描述用于在头部100中执行θ校正的步骤。首先，从被吸气管2吸入和保持的电子元件1顺序执行θ校正，所述吸气管2首先执行电子元件1在八个吸气管2中的放置操作。例如，如果连接到装配有所述吸气管2的轴部10的轴齿轮31是图3中所示的轴齿轮31-1，则位于图中左手侧上的转动单元30中的旋转驱动电机34首先在向前或向后的转动方向上旋转驱动，其旋转驱动量根据经受θ校正的转角被控制，驱动第一三角皮带32-1经由上排侧驱动齿轮33b沿转动方向运动。通过所述操作，第一轴齿轮31-1在绕其转动轴的转动方向上转动所述转角。此时，由于转动单元30的结构，第二轴齿轮31-2、第三轴齿轮31-3和第四轴齿轮31-4同时在相同的转动方向上转动相同的转角。
根据第一轴齿轮32-1的上述转动，旋转驱动集成地固定到第一轴齿轮32-1的内周缘表面上的第一外部柱状轴环14。并且，进入相互整合的状态的第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15、中间轴环16、第一花键螺帽12和第二花键螺帽13绕转动轴R旋转驱动，且花键轴11也在转动方向上绕转动轴R转动上述角度。通过所述操作，为花键轴11的管口连接部11a装配的吸气管2绕转动轴R转动地移动上述转角，实现电子元件1的θ校正。
此时，如上所述，在花键轴11、第一花键螺帽12、第二花键螺帽13、第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16装配在一起时，同时处理管口连接部11a、第一支撑部14b、第二支撑部14c和上支撑部14d。因此，提高了转动轴的同心度，且可以高精度执行θ校正。
在转动单元30中，接着执行电子元件1的放置操作的吸气管2，即，一个轴齿轮31是从第二轴齿轮31-2、第三轴齿轮31-3、第四轴齿轮31-4中选择的，且根据类似步骤执行θ校正。
此外，如图3中所示，头部100设置有两个具有相同结构的转动单元30。因此，也可在位于图中右手侧上的转动单元30中同时执行θ校正，同时在位于图中左手侧上的转动单元30中执行θ校正。这样，通过同时在头部100中执行θ校正，可减少对所有吸气管2执行θ校正的时间。
随后，通过X-Y机器人执行喷气管2的位置对准，其中通过喷气管2用电路板的放置位置首先在为头部100设置的吸气管2中执行放置操作。在位置对准后，驱动提升驱动电机22在向前或向后的方向上转动(其旋转驱动量在相应于吸气管2的提升单元20中被控制)，经由滚珠丝杠21沿转动轴S使提升螺帽部23向下移动。通过此操作，提升杆24向下移动，以向下压与其端部24a啮合的轴承部25。通过此操作，弹簧27被压缩，且花键轴11沿转动轴R向下移动，同时在第一花键螺帽12和第二花键螺帽13的内周缘表面上滑动。此后，被吸气管2保持的电子元件1的下表面与电路板的放置位置接触。在电路板的放置位置中，焊料等的结合材料被预备性地供给，且将进一步将电子元件1的下表面压在结合材料上。在此状态下，使提升单元20的下降停止，且释放吸气管2对电子元件1的吸入和保持。此后，花键轴11通过提升单元20向上移动，以向上移动吸气管2，且将电子元件1放在电路板的放置位置中。此后，对于其它吸气管2，将重复执行与上述类似的操作，以将相应的电子元件1放置在电路板上。
这样，可通过头部100执行将多个元件1放置在电路板上的操作。
在此情形下，图7示出根据本发明的第一实施例的头部的修改实例的头部200的部分的示意性截面图，且将参看图7详细描述待结合到提升单元和花键轴的部分的结构。应指出，下面描述的头部200的基本结构大致类似于图1中所示的头部100的结构，且更相信地示出详细的结构部分。此外，类似于头部100，头部200设置有八个花键轴(或吸气管)和八个独立地响应于花键轴的提升单元。然而，由于它们具有彼此相同的结构，所以将在以下描述中说明一组花键轴机器提升单元之间的关系。
如图7中所示，为头部200设置的提升单元220设置有滚珠丝杠221，所述滚珠丝杠221是由绕设置在与花键轴211的转动轴R相同的方向(即，垂直方向)上设置的转动轴S(H轴)转动的提升框架242转动地支撑的滚珠丝杠的一个实例。具体地，将其轴向中心作为转动轴S的滚珠丝杠221的两个端部经由轴承部(在图中仅示出用于在上侧上固定端部的轴承部262)固定到提升框架242(例如，通过使用固定螺帽部262等)。此外，滚珠丝杠221上侧上的端部经由联接器260结合到提升驱动电机222。由于旋转驱动通过所述提升驱动电机222经由联接器260传输到滚珠丝杠221，而绕转动轴S旋转驱动，与滚珠丝杠221啮合的提升螺帽部223可上下移动。此外，提升单元220设置有提升杆224，其一端固定到提升螺帽部223的一端，是由大致为L形的刚度本体形成的随着提升螺帽部223的升降上下移动的啮合件的一个实例。此外，通过例如利用螺纹连接将接头托架-B 224b(这是固定到提升螺帽部223的一端)紧固到与花键轴211啮合的接头托架-A 224a，形成所述提升杆224。
此外，如图7中所示，轴向中心设置为与转动轴R大致重合的花键轴211经由(第一和第二)花键螺帽被支顶架(未示出)转动地支撑。花键轴211的上端侧是待与接头托架-A 224a啮合的部分，且经由连接到花键轴211的外周缘的轴承部-A 225A和轴承部-B 225B获得接头托架-A 224a和花键轴211之间的啮合。
更详细地，接头托架-A 224a的端部大致为环状。通过将接头托架-A224a的大致为环状的内侧固定到轴承部-A 224A和轴承部-B 225B的外环部分，使得托架大致为环状的形状内侧的轴承部-A225A和轴承部-B225B，获得上述啮合。此外，轴承部-A225A和轴承部-B 225B的内环部分固定到花键轴211的外周缘表面，且设置为掩盖轴承部的内环部分的垫片263进一步固定到花键轴211的外周缘表面。应指出，间隙在结合托架-A224a和垫片262之间形成，所述间隙确保它们之间没有接触。
此外，环形弹簧接收部226固定到轴承部-B 225B的内环的下部，且弹簧227的上端连接到所述弹簧接收部226的下端。应指出，弹簧227的下端连接到在轴部(未示出)的第一外部柱状轴环的齿轮固定部的内周缘表面上形成的环形梯状部。例如，当阻断提升单元220的提升驱动电机222的带电时，随着上述弹簧227等的设置，自身重量经由提升杆224被提升单元220支撑的花键轴211被弹簧227支撑，而不是被提升单元220支撑，防止所述花键轴211跌落。接头托架-A 224a和接头托架-B 224b通过在提升杆224中进行螺纹连接彼此紧固在一起的原因是对头部200中的转动轴R和S的位置的精细调整。
此外，上部轴265设置在转动轴R上的花键轴211上方，所述上部轴265的下部通过用螺纹连接进行紧固集成地固定到花键轴211的上端。此外，用于引导上部轴265的升降的金属轴承部264与花键轴211一起上下移动，且在图中提升框架242的上部的左手侧上形成。此外，气动接头266设置在上部轴265的上端处，是待结合到真空单元的结合部分。上部轴265和花键轴211具有中空的洞，所述洞都沿相应的轴向中心形成，且相互连通，使得真空从真空单元经由气动接头266和中空的洞到达吸气管的末端，使得吸气管的端部吸入和保持电子元件。
根据上述头部200的结构和功能，通过旋转驱动提升驱动电机222和使滚珠丝杠221经由联接器260绕转动轴R转动，可使提升螺帽部223在提升单元220中上下移动。随着提升螺帽部223的上升，固定到提升螺帽部223的提升杆224也与提升螺帽部223一起上下移动，且可经由支撑部-A 225A和轴承部-B 225B执行花键轴211绕转动轴R的提升操作。
在所述提升操作中，提升螺帽部223用于接收在滚珠丝杠221通过提升驱动电机222转动时产生的反作用力。在采用滚珠丝杠和提升螺帽部的提升单元的传统结构中，一般是使用LM导向器等(例如，图4的LM导向器526)用提升螺帽部的反作用力限制(引导)枢轴转动，以抵抗这种反作用力。与此相反，本发明的修改实例的实施例采用利用花键轴211的上部中的轴承部-A 225A和轴承部-B 225B的两个轴承部的结构，提供抵抗花键轴211自身的反作用力的结构。由于这种设置，使得在传统结构中采用的LM导向器变得不必要。这使得可缩短花键轴211和滚珠丝杠221之间的间隙(即，转动轴R和转动轴S之间的间隙)，实现头部200的尺寸减小。
此外，在上述本发明的实施例的结构中，要求花键轴211具有足以抵抗反作用力的机械刚度。所需要的机械刚度有时高于以高精度安装电子元件所需要的机械刚度。因此，通过提供用于可提升地支撑(引导)与花键轴211集成在一起的上部轴265，而不增加花键轴211的直径，本实施例有助于实质上提高花键轴211的刚度。代替上述用于提高刚度的技术，这可认为是用于提供一组或多组花键螺帽来提升地转动地支撑花键轴211的技术。然而，这项技术具有这样的问题在其轴向中心由于花键轴211接收的反作用力、生产和装配花键轴中的误差等而相对于转动轴R稍微移位时，花键轴211有时不能上下移动或转动，因此，不能说这项技术是优选技术。在本实施例中，例如，在金属轴承部264和上部轴265的周缘表面之间设置约为30到50μm的间隙，以提前防止在金属轴承部264中出现上述问题。
(第一实施例的效果)根据上述第一实施例，可获得以下各种效果。
首先，第一外部柱状轴环14和第二外部柱状轴环15分别通过第一螺帽固定部14a和第二螺帽固定部15a固定到第一花键螺帽12和第二花键螺帽13，所述第一花键螺帽12和第二花键螺帽13在头部100的每个轴部10中彼此分开设置，能沿转动轴R可提升地支撑花键轴11，并结合和固定中间轴环16的内周缘表面。由于这种设置，可使第一花键螺帽12和第二花键螺帽13的两个花键螺帽彼此结合在一起并成为一体。
并且，成为一体的两个花键螺帽可经由第一外部柱状轴环14的第一支撑部14b和第二外部柱状轴环15的第二支撑部15b中的两个轴承部51和52通过轴框架41绕转动轴R转动地支撑。换言之，两个花键螺帽可被两个轴承部51和52转动地支撑，且可减小为支撑每个轴部10中的花键螺帽而放置的轴承部的数量。
例如，尽管与传统的头部500中的第一实施例的头部100类似，每个轴部510都设置有两个花键螺帽，四个轴部被连接以支撑两个花键螺帽。然而，在第一实施例的头部100中，可减小待放置的轴承部的数量，这使得便于在头部100中装配轴部10，且使得头部100的生产成本减小。此外，由于也减小了待放置的轴承部的数量，所以可便于花键轴11的转动轴R与轴承部的转动轴(也是第一实施例中的第一外部柱状轴环14和第二外部柱状轴环15的转动轴)的位置对准(即，可减小待经受位置对准的位置(place))。因此，可减小由于轴部10中的吸气管2的转动而产生的位移量，且可提高转动精度。
此外，代替经由轴承部直接用轴框架41的外周缘表面直接支撑花键螺帽，梯状部14c在第一支撑部14b和第一螺帽固定部14a之间形成，以使部分14b的外直径变得约等于或优选小于第一外部柱状轴环14中的部分14a的内直径，且梯状部15c在第二支撑部15b和第二螺帽固定部15a之间形成，以使部分15b的外直径类似地变得约等于或优选小于第二外部柱状轴环15中的部分15a的内直径。通过经由第一支撑部14b、第二支撑部15b和两个轴承部51和52支撑两个花键螺帽，可使得轴部的内直径约等于或小于花键螺帽的外直径，同时减小待放置的轴承部的数量。
如上所述，如果可减小轴承部的内直径，则可减小每个轴部10的外直径，且可使为头部100设置的花键轴11之间的设置间隔变窄，从而可提供尺寸变小的头部100。
相反，当没有减小轴承部10的外直径时，则可提高花键轴11的外直径，而不改变轴部10的外直径，且可提高花键轴11的刚度。在此情形下，即使例如在更换吸入管2期间或另一情形下将外力施加给花键轴11时，也可通过刚度限制花键轴11的转动轴R的位移等产生，且可提供具有较高转动精度的头部。
此外，在将每个轴部10连接到头部100中将花键轴11、第一花键螺帽12、第二花键螺帽13、第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16整合地装配在一起时，通过切割以下部分的外周缘表面在第一外部柱状轴环14被轴承51支撑的位置中的第一支撑部14b；在第二外部柱状轴环15被轴承52支撑的位置中的第二支撑部15b；在第一外部柱状轴环14被轴承部53支撑的位置中的上部支撑部14d，可以高精度使得经受机械加工的部分的转动轴与花键轴11的转动轴大致重合。并且，通过将装配成上述状态的轴部10插入轴框架41，轴部10可经由轴承部51、52和53被轴框架41转动地支撑，且可提供具有高转动精度的头部100。
作为具体实例，尽管在传统的头部500中以约为10μm的生产精度生产轴部510的元件，转动轴的移位还发生在装配期间，且在装配后获得约为50μm到70μm的同心度。另一方面，在第一实施例的头部100中，即使在以约为20μm的生产精度生产第一外部柱状轴环14、第二外部柱状轴环15和中间轴环16时，也可在装配元件后执行切割。
此外，与轴齿轮经由每个轴部10中的联接器535连接到外部柱状轴环516的传统实例不同，在如上所述提高同心度时，轴齿轮31直接固定到第一外部柱状轴环14的齿轮固定部14e。因此，可提高轴齿轮31的转动轴相对于花键轴11的转动轴R的同心度。
此外，与四个轴齿轮531在每个转动单元中的一个三角皮带532内彼此啮合的传统实例不同，第一三角皮带32-1和第二三角皮带32-2作为每个转动单元30中的两个三角皮带，第一三角皮带32-1与第一轴齿轮31-1和第三轴齿轮31-3啮合，第二三角皮带32-2与第二轴齿轮31-2和第四轴齿轮31-4啮合。因此，在充分确保三角皮带与轴齿轮31啮合的区域时，四个轴齿轮31的啮合区域可以是相同的。由于这种设置，可取消由于啮合区域的偏差产生的转动精度的偏差。并且，通过充分确保啮合区域，可以可靠地驱动每个轴齿轮31转动，且可以高转动精度转动吸气管2。
作为具体实例，与在传统头部500中转动单元530进行θ转动的转动精度约为0.2度的事实相反，在第一实施例的头部100中，可将转动单元30进行θ转动的转动精度提高到0.01度或更小。
在每个提升单元20中，仅通过提升杆24和花键轴11之间的啮合，一贯地限制提升杆24和提升螺帽部23在其转动方向上的移动，且通过滚珠丝杠21的转动可使提升螺帽部23沿转动轴S上下移动。然而，通过使花键轴11的外直径形成为较大，且轴承部51和52的外直径保持在轴部10中以提高上述效果描述的刚度(即强度)，以支撑结构提供上述结构。在不能使花键轴511的外直径形成为较大(即，因为，如果所形成的外部形状较大，则整个头部变得不利地大)的支撑结构中，可使得LM导向器526在第一实施例的头部100中变得不必要，其中需要所述导向器526来接收从提升螺帽部523经由提升杆524传递到花键轴511的转矩。由于这种设置，通过不再需要LM导向器，可减小花键轴11的转动轴R和滚珠丝杠21的转动轴S之间的尺寸，且可提供尺寸进一步减小的头部100。例如，与传统的头部的尺寸相比，上述尺寸可减小为约30到40mm。
(第二实施例)本发明不限于上述实施例，而能够以多个实施例提供本发明。例如，图8示出头部300的示意性截面图，所述头部300是根据本发明的第二实施例的元件放置头的一个实例。
如图8中所示，头部300主要具有类似于图1中所示的第一实施例的头部100的结构。因此，具有类似于上述的结构的元件用与图1中相同的附图标记表示，且对其没有进行描述。此外，在以下头部300的结构和功能的描述中，将比第一实施例更详细地描述具有本发明的第二实施例中的特征结构和动作的提升单元20的结构和功能。
如图8中所示，在头部300的提升单元20中，假定滚珠丝杠21的轴向中心的转动轴S是提升操作轴，且提升螺帽部23沿提升操作轴上下移动，并且将提升操作范围限制在上端位置和下端位置之间。具体地，提升螺帽部23可沿转动轴S在上端侧限制框架43和下端侧限制框架44之间上下移动，其中所述上端侧限制框架43是固定和连接到滚珠丝杠21上部(在提升驱动电机22下面)中的提升框架42的限制部分的一个实例，所述下端侧限制框架44是固定和连接到滚珠丝杠21下部中的提升框架42的限制部分的一个实例。此外，通过使提升螺帽部23的上端与上端侧限制框架43的下端接触向上移动，将提升螺帽部23的向上移动限制在所述接触位置中。此外，通过使提升螺帽部23的下端与下端侧限制框架44的上端接触向下移动，将提升螺帽部23的向下移动限制在所述接触位置中。
此外，为头部300设置的每个提升单元20设置有编码器71，所述编码器71使能检测绕提升驱动电机22的转动轴S的转角的转角检测部的一个实例。在每个提升单元20中，通过将转角的一个点设定为转动起点，编码器71可检测关于转动起点的相对转角。此外，所述转角的变化与滚珠丝杠21的转动量和提升螺帽部23的提升操作量成比例。
并且，每个提升单元20设置有过载检测部72，能够检测该提升驱动电机22的过载。在每个提升单元20中，例如，当提升螺帽部23的上端与上端侧限制框架43接触时，过载检测部72可检测提升驱动电机22的过载，当提升驱动电机22试图执行旋转驱动时，提升的位置受到限制。
(关于光传输单元)在具有上述结构的头部300，提升单元20借助轴部10中的相应花键轴11沿着旋转轴R上下移动吸气管2，从而执行对电子元件1的吸取和取出操作和安装操作，吸气管2沿着其旋转轴R向上移动的高度位置和吸气管2沿着其旋转轴R向下移动的高度位置是重要的。因此，每个执行提升操作的提升单元20能够执行用于检测变成提升操作的参考高度位置的起点位置的起点检测操作(下面将说明这一起点检测操作)。通过在头部300中周期性地或任意地执行上述起点检测操作，头部300中的每个吸气管2的可靠提升操作得到了保证。
头部300设置有用于执行部分上述起点检测操作的光传输单元60，光传输单元60的结构将最后描述。
如图8中所示，光传输单元60设置有光投射部61和光接收部62，彼此相对设置，位于沿着滚珠丝杠21的阵列方向的方向，以及光投射部61和光接收部62被连接和固定至提升框架42，使得其滚珠丝杠21设置在光投射部61和光接收部62之间。图9A至9D示出头部300中的起点检测操作(方法)。如图9A所示，光投射部61和光接收部62设置在提升框架42上(图9A至9D未示出)，同时保持其设置关系。另外，光投射部61能够将来自设置在光投射部61的光接收部62上的光发射部6a的光照射向光接收部62，同时，光接收部62能够在设置在光接收部62的光投射部61侧上的光检测部62a中接收和检测光投射部61发射的光。另外，如图9A至9D所示，光轴T设置在光发射部61a和光检测部62a之间，使得从光发射部61a发射的并被光检测部62a接收和检测的光基本上平行于滚珠丝杠21的阵列方向，并且基本上垂直于每个滚珠丝杠21的旋转轴S。
图10A至10C示出在图9A至9D中的箭头A方向观看的提升单元20的示范性图示。如图10A所示，设置在光传输单元60中光检测部62a和光发射部61a(图10A至10C)之间的光轴T设置在图的左手侧，而不干涉滚珠丝杠21。另外，如图10B或10C所示，当提升螺帽部23沿着滚珠丝杠21向下移动，图中的提升螺帽部23的左手部干涉光轴T。
由于光轴T如此设置，当为头部300设置的提升螺帽部23中的至少一个提升螺帽部23位于螺帽部由于其提升操作干涉光轴T的位置时(例如，在图10B或10C中示出的状态)，光投射部61发出的光被至少一个提升部61阻断，不能被光接收部62接收。相反，当头部300中的所有提升螺帽部23位于螺帽部不会由于其提升操作而干涉光轴T的位置时(例如，在图10A中示出的状态)，光投射部61发出的光被光接收部62接收，同时不被任何提升螺帽部23阻断。
在这种情况下，参考图11示出的示范性示意图描述头部300的每个提升单元中的提升螺帽部23的提升操作轴(同样是旋转轴S)的高度位置。应当注意，图11中示出的每个高度位置是提升螺帽部23的下端处的位置。由于为头部300设置的提升单元20执行相同的提升操作，将参考图11说明一个和提升单元20不同的提升单元20。
如图211所示，提升螺帽部23能够在高度为H＝+2mm处的、提升操作的上端位置和在高度为H＝-65mm处的、提升操作的下端位置之间上下移动，这些高度是相对于作为提到参考高度作用的提升起点的轴起点(H＝0mm)的高度。然而，光传输单元60的光轴T位于高度为H＝-7mm的位置处。光轴T被设置为在提升螺帽部23的下端位置位于高度为H＝-7mm的位置处的情况下，使得光轴T不干扰提升螺帽部23；在提升螺帽部23的下端位置位于高度为H＝-8mm的位置处的情况下，使得光轴T干扰提升螺帽部23。
在本申请中，“规定光阻断尺寸”被假定为从轴起点(H＝0mm)到设置有光轴T的高度位置(H＝-7mm)的尺寸(也就是，7mm)。然而，考虑到光轴高度位置的设置误差、提升螺帽部23的生产误差，优选将规定光阻断尺寸设置为略为大于上述尺寸，以设置能够可靠检测到光阻断的高度位置。在本实施例中，该尺寸被设置在H＝-8mm的高度位置中(也就是，8mm)。
此外，提升螺帽部23的高度位置关系与花键轴11和对应于提升螺帽部23的吸气管2的高度位置关系同步。例如，H＝-63mm的高度位置是为花键轴11的管连接部11a设置的吸气管2的管口位移高度。通过提升螺帽部23主要在H＝0mm至H＝-63mm的高度位置范围中的提升螺帽部23的提升操作，通过相应的吸气管2实现电子元件1的放置操作。
在每个提升单元20中，编码器71检测到的提升驱动电机22的旋转角度的变化与提升螺帽部23的提升操作的量成比例，可在相对于起到参考位置的H＝0mm位置的12mm间距处检测旋转角度的旋转起点。也就是，通过编码器71在H＝0mm、12mm、24mm、36mm、48mm、以及60mm的每个高度位置处检测旋转的起点。
(关于控制部)接着，将描述用于控制头部300的操作的控制部。如图8示出的，头部300设置有控制部9，用于控制通过每个吸气管2进行的电子元件1的吸取和保持操作、每个提升单元20的提升操作、以及每个旋转单元30的旋转操作。这一控制部9控制每个吸气管2、每个提升单元20、以及每个旋转单元30，使得它们的操作彼此相关，从而使能头部300中的电子元件1的放置操作。
另外，控制部9设置有起点检测控制部8，能够控制起点控制操作(方法)，以检测头部300中每个提升单元20的提升螺帽部23的起点位置。稍后将描述起点检测控制部8中的详细起点检测操作。另外，如图8所示，起点检测控制部8能够接收来自编码器71和为每个提升单元20设置的过载检测部72的检测结果(也就是，旋转角度检测信号和国在检测信号)的输入。另外，光传输单元60中的发射光的光阻断的存在或不存在以及光的发射将作为检测信号输入给起点检测控制部8，起点检测控制部8能够确定光阻断的存在或不存在。
(关于起点检测操作)
下面将描述用于检测具有上述结构和功能的头部300中的每个提升单元20的提升螺帽部23的提升操作的起点。图12和13示出了表示起点检测操作的流程图，根据该流程图进行描述。通过控制部9的起点检测控制部8控制起点检测操作的每个动作。
首先，如图9A中所示，在每个提升单元20中，驱动提升驱动电机22以旋转、向上移动位于提升操作轴上的任意高度位置中的提升螺帽部23(图12的流程图中的步骤S1)。经过提升的提升螺帽部23的上端与上端侧限制框架43接触，通过借助过载检测部72检测提升驱动电机22的过载并将这一检测结果输入起点检测控制部8，来确定这一接触事件(步骤S2)。应当注意，提升螺帽部23的上升是有效的，直到执行了过载检测。另外，执行过载检测的高度位置是图4中H＝+2mm的位置，这一状态如图9B示出的状态。图9B示出了其中仅在仅位于图中的左手端的提升螺帽部23中进行接触。
当检测到此过载时，提升驱动电机22的旋转方向是相反的(步骤S3)。通过这一操作，提升螺帽部23沿着提升操作轴向下移动(步骤S4)。在下降期间，通过编码器71检测提升驱动电机22的旋转起点，且一直进行下降直到检测到旋转起点。在通过编码器71检测到旋转起点时(步骤S5)，停止提升驱动电机22的旋转驱动，停止提升螺帽部23的下降。另外，提升螺帽部在提升操作轴上的停止位置(下端的位置)被设置为起点检测控制部8中提升起点(也就是，设置为假定为轴起点的原点，此后假设为检测起点)，进行设置以假定提升螺帽部23位于图11中H＝0mm的高度位置处(步骤S6)。
从步骤S1至步骤S6的动作可以是在旋转单元30的提升单元20中同步执行动作的情况或者是顺序执行动作的情况。随后，在为头部300设置的每个提升螺帽部23中设定检测起点，且起点检测控制部8确认提升螺帽部23在设定检测起点处的停止状态(步骤S7)。当提升螺帽部23在关于提升螺帽部23的检测起点处没有停止时，为提升螺帽部23执行从步骤S1到步骤S6的动作(步骤S8)。此外，其中为头部300设置的所有提升螺帽部在相应的检测起点处停止的状态在图9C和10A中示出。
在确认所有提升螺帽部23都在起点检测控制部8中的相应检测起点处停止后，从所有提升螺帽部23中选择一个提升螺帽部23(图3的流程图中的步骤S9)，且所选择的提升螺帽部23开始从检测起点向下移动(步骤S10)。在提升操作轴上的降低高度位置被起点检测控制部8识别时，通过用编码器71检测提升驱动电机22的转角影响这种下降。
随后，当起点检测控制部8确定选择的提升螺帽部23的下端向下移动到图11中的H＝-6mm的位置时，起点检测控制部8检测从光投射部61向光传输单元60的光接收部62发射的光的阻断(步骤S11)。如果在步骤S11中没有确认光的阻断，则选择的提升螺帽部23不会停止，且继续影响下降。随后，当确认选择的提升螺帽部23的下端向下移动到图11中H＝-8mm的位置即向下移动起点检测控制部8中的光阻断指定尺寸时，起点检测控制部8检测从光投射部61向光传输单元60的光接收部62发射的光的阻断(步骤S12)。如果在步骤S11中确认光的阻断，则起点检测控制部8确定检测起点与关于所选择的提升螺帽部23的轴向起点重合(步骤S13)。仅需要至少根据步骤S11和步骤S12的定时影响光传输单元60对光的辐射，且这可在以下任一情况下执行实现连续影响光的阻断；或根据上述定时断续地影响光的辐射。此外，步骤S12中的提升螺帽部23的状态是图9D和10B中所示的状态。图9D示出为头部300设置的位于图中左手侧上的每个提升螺帽部23向下移动的状态。
此外，当在步骤S11中由起点检测控制部8检测光的阻断时，所选择的提升螺帽部23的下端妨碍位于图11中所示的H＝-7mm的位置处的光传输单元60的光轴T，其中估计所选择的提升螺帽部23向下移动到H＝-6mm的位置。这被理解为是对检测起点的不正确检测，且理解为发生检测起点设定错误(步骤S16)。
同样，如果在步骤S12中起点检测控制部8没有检测到光的阻断，则所选择的提升螺帽部23的下端不会妨碍位于图11中所示的H＝-7mm的位置处的光传输单元60的光轴T，其中估计所选择的提升螺帽部23向下移动到H＝-8mm的位置。这被理解为是对检测起点的不正确检测，且理解为发生检测起点设定错误(步骤S16)。
在步骤S13中确认检测起点的选择的提升螺帽部23向上移动到检测起点位置(步骤S15)，且没有被选择的下一提升螺帽部23从为头部300设置的提升螺帽部23中进行选择(步骤S17)。随后，对于所述选择的下一提升螺帽部23，类似地执行从步骤S10到步骤S14的步骤。在步骤S15中，当起点检测控制部8确定已经确认为头部300设置的所有提升螺帽部23的检测起点与轴向起点重合时，完成所述起点检测操作。
在上面的描述中，对为头部300设置的所有提升螺帽部23执行起点检测操作。然而，起点检测操作不仅限于上述情形，也可以是仅对一个提升螺帽部23执行起点检测操作。在此情形下，如果在步骤S15中确认已经对待经受起点检测的提升螺帽部23执行轴向起点的确认，则起点检测操作结束。
此外，在图12和13中所示的起点检测操作的流程图中，从步骤S1到步骤S8的一系列操作是起点设定方式(或起点设定过程)的一个实例，从步骤S9到步骤S1 7的一系列操作是起点确认方式(或起点确认过程)的一个实例。
尽管通过同时使用为每个提升单元20设置的编码器71和过载检测部72为设定根据上述描述的检测起点执行上述起点检测操作，但第二实施例不限于此。例如，代替上述实例，由于在提升螺帽部23的提升操作轴上的提升位置仅通过用编码器71检测提升驱动电机22的转角被检测到时，可执行设定起点检测，所以可以不设置过载检测部72。
此外，在本发明的第二实施例中，通过检测从光传输单元60发射的光直接被每个提升螺帽部23阻断，执行起点检测操作。以例如约为±0.05mm的生产尺寸精度形成每个提升螺帽部23，从而，起点检测操作的起点检测精度可在约±0.2mm的范围内，且这使得能获得可靠而精确的起点检测。
(吸气管防止干扰互锁)接下来将描述使用为上述头部300设置的光传输单元60的吸气管2的防止干扰互锁。
如图8和11中所示，为头部300设置的每个提升螺帽部23的提升操作上端位置被上端侧限制框架43机械地限制，其下端位置被下端侧限制框架44限制。如图11中所示，对于每个提升螺帽部23，其沿提升操作轴(即，转动轴S)的高度位置在H＝+2mm到-65mm的范围内可提升。
此外，光传输单元60的光轴T的凹度位置设定在H＝-7mm处，且在提升螺帽部23的任意位置(包括其下部)位于H＝-7mm的高度位置处检测到光的阻断。
当每个提升螺帽部23的提升高度位置位于H＝-7mm的位置下侧上时，通过使用上述光传输单元60的功能，光传输单元60能确定地检测到光的阻断。具体地，在每个提升螺帽部23一贯地干扰位于H＝-7mm的位置下方的光接收单元60的光轴T时，每个提升螺帽部23形成为使得每个提升螺帽部23的上部干扰位于H＝-7mm处的位置中的光轴T，且待检测到光的阻断。
通过这样形成每个提升螺帽部23，当为头部300设置的提升螺帽部23中的一个提升螺帽部23位于低于H＝-7mm的位置时，即，在相应于提升螺帽部23的吸气管2位于低于H＝-7mm的位置的高度位置时，光的阻断可被光传输单元60确定地检测到。通过将所述检测结果经由起点检测控制部8输入到控制部9，控制部9阻碍头部300的主体沿电路板的表面移动(即，通过为电子元件放置装置设置的X-Y机器人执行移动)，能够防止位于上述较低高度位置中的吸气管2干扰电子元件放置装置、安装在电路板上的电子元件1等的组件。换言之，光传输单元60对光的检测可以是头部300中的吸气管2的防止干扰互锁。
(第二实施例的效果)根据第二实施例，可获得以下各种效果。
首先，代替在通过利用为头部300设置的每个编码器71检测每个提升驱动电机22的转动起点，设定提升每个提升螺帽部23的检测起点后，使用所述检测起点按原样(as it is)执行头部300中的每个吸气管2的提升操作，执行电子元件1的安装操作，确认这些设定的检测起点是否实际上与轴向起点重合。因此，即使在设定每个检测起点期间发生故障，也能可靠地检测到设定错误，且在电子元件1的随后的放置操作中，可防止由于检测起点与轴向起点不重合造成放置错误可能发生，且可获得可靠的起点检测。这可允许在设置有上述头部300的元件放置装置中以高精度实现电子元件放置操作。
此外，通过使头部300仅具有一个光传输单元60，可实现上述起点检测，所述光传输单元60设置有沿滚珠丝杠21的阵列方向彼此相对设置的光投射部61和光接收部62，使得提升螺帽部23设置在光投射部61和光接收部62之间，并通过用光接收部62接收从光投射部61向光接收部62发射的光，检测到光阻断的存在或不存在。
换言之，通过光传输单元60没有检测到光阻断的操作，其中其光发射的光轴T的高度位置设定为H＝-7mm，在提升螺帽部23位于相应的设定检测起点位置时从这些提升螺帽部23中选择一个提升螺帽部23时，所选择的提升螺帽部23相对于作为参考的设定检测起点向下移动，且所选择的提升螺帽部23的下端向下移动到H＝-6mm的高度位置。且在下端向下移动到H＝-8mm的凹度位置时通过光传输单元60检测到光阻断操作时，起点检测控制部8确定设定的检测起点与所述提升螺帽部23的轴向起点重合，从而实现起点检测。此外，对于其它提升螺帽部23，通过根据通过连续选择的类似步骤确认设定的检测起点与相应的轴向起点重合，可实现起点检测。
因此，即使在多个(例如八个)吸气管2在头部300中被设置时，通过为头部300提供一个光传输单元60，而不用提供起点确认单元给每个提升单元20，也可实现起点的确认。因此，可以简单的构造提供能执行可靠的起点检测的头部且可使得其生产成本降低。
此外，光传输单元60可检测从光投射部61发射的光是否直接被提升螺帽部23阻断。无需为光的阻断提供特别的光屏蔽板(例如，DOG等)，可使得头部的结构简单，且这可有助于减小头部的尺寸。
此外，除了编码器71外，通过提供过载检测部72给头部300的每个提升单元20，确认提升螺帽部23已经向上移动，且通过在设定每个提升螺帽部23的检测起点期间用过载检测部72检测提升驱动电机22的过载，提升螺帽部23与上端侧限制框架43接触。当执行所述检测时，使提升驱动电机22反向，以向下移动提升螺帽部23，且在所述下降开始后，可将在检测到首先由编码器71检测的提升驱动电机22的转动起点时提升螺帽部23的下部位置设定为检测起点位置。由于这种设置，在既没有为头部300设置复杂机构也没有设置用于所述检测起点设定的单元时，以编码器71和过载检测部72的简单结构实现检测起点的设定。
此外，在为头部300设置的每个提升螺帽部23的提升高度位置位于H＝-7mm的位置的下侧上的提升高度位置的情况下，当提升螺帽部23中的一个提升螺帽部23位于H＝-7mm的位置中时，即，当相应于提升螺帽部23的吸气管2位于低于H＝-7mm的位置的高度位置(所述高度位置使得光的阻断被光接收单元60确定地检测)中时，光的阻断被光接收单元60确定地检测。通过经由起点检测控制部8将所述检测结果输入到控制部9，控制部9抑制头部300的主体沿电路板的表面移动(即，通过为电子元件防止装置设置的X-Y机器人进行的移动)，能防止位于上述较低高度位置中的吸气管2干扰电子元件放置装置、放置在电路板上的电子元件1等的组件。换言之，光传输单元60对光的检测可进一步是头部300中的吸气管2的防止干扰互锁，且这避免了为在头部300中设置类似的互锁等提供特定传感器等的需要，使得头部的结构简单。
应指出，通过适当组合上述实施例的任意实施例，可产生由这些实施例所拥有的效果。
尽管已经参看附图结合其优选实施例充分描述了本发明，但应指出，各种改变和修改对本领域的技术人员是显而易见的。只要这种改变和修改落在由所附权利要求限定的本发明的范围内，就应理解为包含这样的改变和修改。
权利要求
1.一种元件放置头(100、200、300)，包括多个元件保持件(2)，用于可松开地保持多个元件(1)；多个轴部(10)，可拆卸地装配有每个元件保持件；提升单元(20、220)，用于执行所述元件保持件的提升操作；转动单元(30)，用于执行每个元件保持件的旋转操作，以校正由所述元件保持件保持的元件的保持位置；以及支顶架(40)，具有用于支撑所述轴部的轴支撑部(41)，且支撑所述提升单元和所述旋转单元，所述元件放置头能够将由所述元件保持件保持的所述多个元件放置在电路板上；所述每个轴部都包括花键轴(11、211)，具有保持件连接部(11a)，在其端部可拆卸地装配有所述元件保持件，并可围绕所述旋转单元的旋转轴(R)旋转，可沿着所述旋转轴由所述提升单元提升，并被设置为穿过所述轴支撑部；第一花键螺帽(12)和第二花键螺帽(13)，沿着所述旋转轴分别在所述轴支撑部的上端和下端附近彼此分开设置，并能可提升地支撑所述花键轴；以及柱状件(14、15和16)，其内周部固定到所述第一花键螺帽和所述第二花键螺帽的外周部，并将所述第一花键螺帽结合到所述第二花键螺帽，以使所述花键螺帽进入整合状态，且所述柱状件经受两个轴承部(51、52)支撑在可绕所述旋转轴转动的轴支撑部的上端和下端附近，通过所述轴支撑部可提升地和可旋转地支撑所述轴部。
2.根据权利要求1所述的元件放置头，其中，在每个所述轴部中，将花键轴和柱状件进行切割，以使得在第一花键螺帽、第二花键螺帽和柱状件与花键轴装配在一起时，花键轴的转动轴与柱状件的转动轴重合。
3.根据权利要求1所述的元件放置头，其中，每个轴部中的柱状件由以下部分整体形成第一柱状件(14)，具有螺帽固定部(14a)，其内周部固定至所述第一花键螺帽的所述外周部；以及支撑部(14b)，其外周部由所述两个轴承部中的其中一个轴承部(51)支撑；第二柱状件(15)，具有螺帽固定部(15a)，其内周部固定至所述第二花键螺帽的所述外周部；以及支撑部(15b)，其外周部由所述两个轴承部中的另一个轴承部(52)支撑；以及柱状接合件(16)，用于将所述第一柱状件接合至所述第二柱状件，以及梯状部(14c、15c)在所述支撑部和所述螺帽固定部之间形成，使得所述支撑部的外周部的直径小于所述第一柱状件和所述第二柱状件中的每个的螺帽固定部的内周部的直径。
4.根据权利要求3所述的元件放置头，其中，所述旋转单元包括传动齿轮部(31)，其内周部固定至每个轴部中的所述第一柱状件和所述第二柱状件中的任一的支撑部的外周部；三角皮带(32)，其内部具有多个能够和所述传动齿轮部啮合的多个齿(32a)，且与所述传动齿轮部啮合；以及旋转驱动部(34)，用于旋转驱动所述三角皮带，借此通过每个轴部的旋转驱动部经由所述三角皮带绕其旋转轴旋转驱动所述传动齿轮部，来旋转驱动所述支撑部，使所述花键轴能够经由所述第一花键螺帽和所述第二花键螺帽被旋转驱动。
5.根据权利要求4所述的元件放置头，还包括四个轴部，由彼此邻近排成一行第一轴部至第四轴部构成，作为轴部；其中，所述旋转单元包括四个传动齿轮部，由分别连接至所述第一轴部至所述第四轴部的第一传动齿轮部至第四传动齿轮部(31-1至31-4)构成，作为所述传动齿轮部；以及作为所述三角皮带的第一三角皮带(32-1)和第二三角皮带(32-2)，所述第一三角皮带仅与四个传动齿轮部中的第一传动齿轮部(31-1)和第三传动齿轮部(31-3)啮合，所述第二三角皮带仅与四个传动齿轮部中的第二传动齿轮部(31-2)和第四传动齿轮部(31-4)啮合，以及旋转驱动部，包括一个旋转驱动轴部(34a)，所述旋转驱动轴部与所述第一三角皮带和所述第二三角皮带啮合，能够旋转驱动所述第一三角皮带和所述第二三角皮带。
6.根据权利要求3或4所述的元件放置头，其中，每个所述提升单元包括滚珠丝杠部(21、221)，绕其旋转轴(S)可旋转地支撑；旋转驱动部(22、222)，固定到所述滚珠丝杠部的端部，用于使滚珠丝杠部绕转动轴转动；提升螺帽部(23、223)，与所述滚珠丝杠部啮合，通过滚珠丝杠部的转动，能沿滚珠丝杠的转动中心轴提升；以及啮合件(24、224)，固定到所述提升螺帽部，与相应轴部的花键轴啮合，能够与所述提升螺帽部的升降同步上下移动所述花键轴，且在滚珠丝杠部绕转动轴的转动仅被啮合件与花键轴的啮合所限制时，所述提升螺帽部可沿转动轴提升。
7.根据权利要求1所述的元件放置头，其中所述轴部彼此排列成行，提升单元由多个一对一对应于轴部的提升单元组成，用于使轴部沿各个转动轴上下移动，每个提升单元都包括滚珠丝杠部(21)，绕其转动轴被可转动地支撑；旋转驱动部(22)，固定到滚珠丝杠部的端部，用于使滚珠丝杠部绕其转动轴转动；提升螺帽部(23)，与滚珠丝杠部啮合，且通过滚珠丝杠部的转动可沿滚珠丝杠部的转动轴提升；以及啮合件(24)，固定到提升螺帽部，且与相应的轴部(11)啮合，能与提升螺帽部的升降同步上下移动轴部，所述元件放置头(300)进一步包括光传输单元(60)，设置有光投射部(61)和光接收部(62)，它们在沿滚珠丝杠部的阵列方向的方向上彼此相对设置，且能在光投射部和光接收部之间设置提升单元，通过用光接收部接收从光投射部向光接收部发射的光，能检测提升螺帽部对光阻断的存在或不存在；多个转角检测部(71)，能检测为每个提升单元设置的旋转驱动部的转角；以及起点检测控制部(8)，通过用每个提升单元中的转角检测部检测转角，设定提升螺帽部的提升起点，分别使位于相应的设定起点位置中的提升螺帽部向下移动，以使从光投射部发射的光被光接收部接收，而无阻断，用位于提升螺帽部从每个设定起点降低规定的光阻断尺寸的位置中的光接收部检测下降的提升螺帽部对从光投射部发出的光的阻断，从而确认这样的事实设定的起点是待执行起点检测的提升起点。
8.根据权利要求7所述的元件放置头，其中每个提升单元都进一步包括过载检测部(72)，能检测旋转驱动部的过载；以及限制部(43、44)，固定到滚珠丝杠部，同时彼此远离设置，用于机械地限制提升提升螺帽部的上端位置和下端位置，且起点检测控制部用于通过使每个提升螺帽部移动到提升操作的上端位置并使每个提升螺帽部与上端位置中的限制位置接触，在每个旋转驱动部的过载被相应的过载检测部检测到时使旋转驱动部的转动方向反向，且在进行反向操作后检测每个提升单元中的转角检测部的转角，由此在第一次检测到作为提升起点的旋转驱动部的转动起点时沿提升螺帽部的轴向中心设定所述位置。
9.根据权利要求7所述的元件放置头，其中光投射部和光接收部被设置为使得从光投射部发出的光可被传输并被光接收部接收，所述光接收部位于沿每个滚珠丝杠部的转动轴向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置中。
10.根据权利要求7至9中任一所述的元件放置头，其中每个提升螺帽部都能一贯地阻断从提升螺帽部的提升位置中的光投射部发射的光，所述提升位置位于沿每个转动轴向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置和提升螺帽部的提升的下端位置之间。
11.一种用于元件放置头(300)的起点检测方法，所述元件放置头(300)具有多个轴部(11)，其一端部设置有多个用于易松开地保持元件(1)的元件保持件，且所述多个轴部排列成行；多个提升单元(20)，一对一对应于轴部，用于使每个轴部沿其转动轴上下移动，所述提升单元(20)包括，滚珠丝杠部(21)，绕其转动轴被可转动地支撑，旋转驱动部(22)，固定到滚珠丝杠部的端部，用于使滚珠丝杠部绕其转动轴转动，提升螺帽部(23)，与滚珠丝杠部啮合，通过滚珠丝杠部的转动可沿滚珠丝杠部的转动轴提升，以及啮合件(24)，固定到提升螺帽部，与相应的轴部啮合，且能与提升螺帽部的升降同步上下移动轴部；以及光投射部和光接收部(61)，在沿滚珠丝杠部的阵列方向的方向上彼此相对设置，且能在光投射部和光接收部之间设置每个提升螺帽部，能通过用光接收部接收从光投射部向光接收部发射的光，检测提升螺帽部分对光的阻断的存在或不存在，由此将被元件保持件保持的元件放置在电路板上，所述方法包括通过检测每个提升单元中的旋转驱动部的转角，设定提升螺帽部的提升起点；分别使位于各个设定起点位置中的提升螺帽部向下移动，以使从光投射部发射的光被光接收部接收，而无阻断；以及通过用光接收部检测下部提升螺帽部分对从光投射部发射的光的阻断，确认每个设定起点都是提升起点的事实，以执行对起点的检测，其中所述光接收部位于提升螺帽部从每个设定起点降低指定的光阻断尺寸的位置中。
12.根据权利要求11所述的用于元件放置头的起点检测方法，其中，使每个提升螺帽部移动到其提升操作的上端位置，在每个上端位置检测到每个旋转驱动部的过载时使旋转驱动部的转动方向反向，以及在进行反向后检测每个提升单元的转角，将第一次检测到旋转驱动部的转动起点时沿提升螺帽部的转动轴的位置设定为提升起点。
13.根据权利要求11所述的用于元件放置头的起点检测方法，其中，光投射部和光接收部被设置为使得从光投射部发射的光可被传递，并被光接收部接收，所述光接收部位于沿每个滚珠丝杠部的转动轴向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置中。
14.根据权利要求11至13所述的用于元件放置头的起点检测方法，其中每个提升螺帽单元都能一贯地阻断从提升螺帽部的提升位置中的光投射部发射的光，所述提升位置位于沿转动轴向下离每个起点指定的光阻断尺寸的每个位置和提升螺帽部的提升的下端位置之间，以及在阻断光时禁止每个元件保持件在沿电路板的表面的方向上移动。
全文摘要
一种元件放置头(100)，设置有分别由两个花键螺帽(12、13)可提升地支撑的花键轴(11)，设置有柱状件(14、15和16)，所述柱状件固定到花键螺帽的外周部，且将花键螺帽彼此结合在一起，以使其进入整合状态。并且，柱状件经由两个轴承部被可转动地支撑在支顶架(40)上，减小了待提供的轴承部的数量。由于这种设置，可实现元件放置投递高精度元件放置和尺寸减小。
文档编号H05K13/04GK1682582SQ03821139
公开日2005年10月12日 申请日期2003年9月11日 优先权日2002年9月13日
发明者奥田修, 城户一夫, 内田英树 申请人:松下电器产业株式会社